JP6800315B2 - ディスプレイ装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ディスプレイ装置及びその駆動方法に関し、より詳細には、電流によって駆動される自発光素子で構成されたディスプレイを備えるディスプレイ装置及びその駆動方法に関する。
発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)は、電流を光に変換させる半導体発光素子である。近来、発光ダイオードは、輝度が次第に増加するにつれて、ディスプレイ用の光源、自動車用の光源及び照明用の光源への使用が増加しており、蛍光物質を利用したり、多様な色の発光ダイオードを組み合わせることで、効率に優れた白色光を発光する発光ダイオードも実現ができるようになった。
このような発光ダイオードは、電流を増加させることで映像を高い輝度で表示することができるようになる。ただ、LEDは、電流が増加するにつれてカラーシフト(color shift)現象が発生するという問題点があった。
特に、多様な色相を実現するために必要なR/G/B LEDは印加される電流が増加するにつれて異なるカラーシフト現象が発生し、単に電流を増加させる場合には画質が低下するという問題点があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、各サブピクセルの電流に応じた輝度及び色相特性に基づいてキャリブレーションされた電流値を用いて輝度ピーキング(peaking)技術を適用するディスプレイ装置及びその駆動方法を提供することにある。
以上のような目的を達成するための本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置は、複数のディスプレイモジュールを含むディスプレイと、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに接続された複数の駆動モジュールを含むディスプレイ駆動部と、前記複数のディスプレイモジュールの電流情報を保存するストレージと、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク(peak)輝度レベルを算出し、前記ストレージに保存された電流情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するピーク輝度レベルを有するように前記複数の駆動モジュールを制御するプロセッサとを含む。
ここで、前記電流情報は、ディスプレイモジュールを構成するサブピクセル別輝度に応じた電流制御情報を含んでよい。
なお、前記電流制御情報は、前記サブピクセル別電流に応じた輝度特性及び色相シフト(shift)特性に基づいてキャリブレーションされたサブピクセル別輝度に応じた電流制御情報を含んでよい。
なお、前記プロセッサは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれが前記算出されたピーク輝度レベルを有するための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するサブピクセル別電流ゲイン値を前記ストレージから獲得し、前記獲得された電流ゲイン値に基づいて前記複数の駆動モジュールのそれぞれの駆動状態を制御してよい。
なお、前記プロセッサは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び前記複数の駆動モジュールのそれぞれによって提供可能な定格容量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出してよい。
なお、前記ストレージは、ディスプレイモジュールに提供されるパワー別輝度レベル情報を更に保存し、前記プロセッサは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールのパワー上昇量に基づいて残りのディスプレイモジュールのパワー上昇量を決定し、各ディスプレイモジュールに対して算出された最大パワー量及び前記パワー別輝度レベル情報に基づいて前記各ディスプレイモジュールのピーク輝度レベルを算出してよい。
なお、前記ストレージは、ディスプレイモジュールに提供されるパワー別輝度レベル情報を更に保存し、前記プロセッサは、前記パワー別最大輝度レベル情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのうちの前記最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの基準ピーク輝度レベルを算出し、算出された基準ピーク輝度レベルに基づいて残りのディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出してよい。
なお、前記ストレージは、映像の階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報を更に保存し、前記プロセッサは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれにディスプレイされる映像の階調値及び前記階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報に基づいて前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの消費パワー量を算出してよい。
なお、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、複数のLED素子を含むLEDキャビネット(cabinet)で実現され、前記電流情報は、R(Red) LED、G(Green) LED、B(Blue) LEDサブピクセルのそれぞれに対する電流情報を含んでよい。
一方、本発明の一実施形態に係る複数のディスプレイモジュールで構成されたディスプレイを含むディスプレイ装置の駆動方法は、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク(peak)輝度レベルを算出するステップと、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応する電流情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するターゲットピーク輝度レベルを有するように前記複数のディスプレイモジュールを駆動するステップとを含む。
ここで、前記電流情報は、ディスプレイモジュールを構成するサブピクセル別輝度に応じた電流制御情報を含んでよい。
なお、前記電流制御情報は、前記サブピクセル別電流に応じた輝度特性及び色相シフト特性に基づいてキャリブレーションされた各サブピクセルの輝度別電流制御情報を含んでよい。
なお、前記複数のディスプレイモジュールを駆動するステップは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれが前記算出されたピーク輝度レベルを有するための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するサブピクセル別電流ゲイン値を獲得し、前記獲得された電流ゲイン値に基づいて前記複数のディスプレイモジュールを駆動してよい。
なお、前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び前記複数の駆動モジュールのそれぞれによって提供可能な定格容量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出してよい。
なお、前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールのパワー上昇量に基づいて残りのディスプレイモジュールのパワー上昇量を決定するステップと、パワー別輝度レベル情報及び各ディスプレイモジュールに対して算出された最大パワー量に基づいて前記各ディスプレイモジュールのピーク輝度レベルを算出するステップとを含んでよい。
なお、前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、パワー別最大輝度レベル情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのうちの前記最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの基準ピーク輝度レベルを算出するステップと、前記算出された基準ピーク輝度レベルに基づいて残りのディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出するステップとを含んでよい。
なお、前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、映像の階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報及び前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれにディスプレイされる映像の階調値に基づいて前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの消費パワー量を算出してよい。
なお、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、複数のLED素子を含むLEDキャビネット(cabinet)で実現され、前記電流情報は、R(Red) LED、G(Green) LED、B(Blue) LEDサブピクセルのそれぞれに対する電流情報を含んでよい。
以上説明したように、本発明によれば、各サブピクセルに入力される電流増加によるカラーシフト現象を防止することができるようになるため、ユーザに提供される画質が向上する。すなわち、カラーシフト現象が生じることなく、低階調映像のコントラストを極大化させ、高階調映像の消費電力は減少させることができるようになる。
本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を概略に説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る各ディスプレイモジュールの消費パワー量算出方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る各ディスプレイモジュールの消費パワー量算出方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る映像の階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報を示す図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイモジュールに提供されるパワー別最大輝度レベル情報を示す図である。 本発明の一実施形態に係る各サブピクセルの輝度別電流ゲイン情報を示す図である。 本発明の理解を促すための電流増加によるR/G/B LED素子の輝度特性を説明するための図である。 本発明の理解を促すための電流増加によるR/G/B LED素子の色相シフト特性を説明するための図である。 本発明の理解を促すための電流増加によるR/G/B LED素子の色相シフト特性を説明するための図である。 本発明の理解を促すための電流増加によるR/G/B LED素子の色相シフト特性を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の多様な実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実形態に係るディスプレイ装置の構成を概略に説明するための図である。図1に示すように、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置100は、複数のディスプレイモジュール110−1、110−2、110−3、110−4、…を物理的に接続する形態で実現されてよい。ここで、複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、マトリックス状に配列される複数のピクセル、例えば、自発光ピクセルを含んでよい。特に、ディスプレイモジュールは、複数のピクセルのそれぞれがLEDピクセルで実現されるLEDモジュールまたは複数のLEDモジュールの接続されたLEDキャビネット(cabinet)で実現されてよいが、それに限らない。例えば、ディスプレイモジュールは、LCD(liquid crystal display)、OLED(organic LED) AMOLED(active−matrix OLED)、PDP(Plasma Display Panel)などで実現されてよい。ただ、以下では、説明の便宜上、ディスプレイモジュールのそれぞれがLEDキャビネットで実現される場合を想定して説明する。
LEDは、電気エネルギーを光エネルギーに変える光半導体素子である。LEDは、p−n接合ダイオードの一種として、光が発生する原理はn領域の電子が外部から供給される電流によってp領域に移動するようになり、接合部(juncuion)で電子と正孔とが再結合するようになった後、電子(Electron)が基底状態に還元しつつエネルギー、すなわち光を発するようになる。このとき、発光する光の波長帯はエネルギーバンド値に応じて多様な形態に形成されるが、波長に応じて光の色が決まる。なお、LEDは、電流駆動素子として電流に応じて輝度が変わり、R/G/B LEDには各色ごとに固有の抵抗値がある。それによって、同一の電流と電圧とをかけると、それぞれにかかる電力が異なるため、各R/G/B LED別に輝度に差が生じるようになる。なお、R/G/B LEDは、印加される電流が増加することでカラーシフト(color shift)現象が生じるようになり、R/G/B LED別に異なるカラーシフト値を有するようになる。
それにより、LEDで構成されたディスプレイに高輝度を実現するために、電流値を一括で増加させると、輝度偏差及びカラーシフト現象による画質の低下が生じるおそれがあるため、本発明では、このようなLED特性による画質の低下を防止できる多様なLED駆動方法について説明する。
図2Aは、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図2Aによると、ディスプレイ装置100は、ディスプレイ110と、ディスプレイ駆動部120ストレージ130を含む。
ディスプレイ110は、複数のディスプレイモジュールを含む。特に、ディスプレイ110は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−n)を接続して組み合わせた形態で構成されてよい。ここで、複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、マトリックス状に配列される複数のピクセル、例えば、自発光ピクセルを含んでよい。一実施形態によってディスプレイ110は、複数のLEDモジュール(少なくとも1つのLED素子を含むLEDモジュール)及び/または、複数のLEDキャビネットで実現されてよい。なお、LEDモジュールは、複数のLEDピクセルを含んでよいが、一例によってLEDピクセルは、RGB LEDで実現されてよく、RGB LEDはRED LED、GREEN LED及びBLUE LEDを同時に含んでよい。
ディスプレイ駆動部120は、プロセッサ140の制御によってディスプレイ110を駆動する。例えば、ディスプレイ駆動部120は、プロセッサ140の制御によって、ディスプレイパネル110を構成する各自発光素子、例えば、LEDピクセルを駆動するために駆動電圧を印加するか、駆動電流を流れるようにすることで、各LEDピクセルを駆動する。
ディスプレイ駆動部120は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに接続された複数のLED駆動モジュール120−1、…、120−nを含む。複数のLED駆動モジュール120−1、…、120−nは、後述のプロセッサ140から入力されるそれぞれの制御信号に対応するように複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nに駆動電流を供給して複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nを駆動する。
具体的に、複数のLED駆動モジュール120−1、…、120−nは、プロセッサ140から入力されるそれぞれの制御信号に対応するように複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nに供給される駆動電流の供給時間又は強度などを調節して出力する。
複数のLED駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれは、電源供給のためのパワーサプライ(power supply)を備えてよい。パワーサプライは、交流電流を複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれで安定的に使用できるように直流電流に切り替えてそれぞれのシステムに合わせて電源を供給するハードウェアである。パワーサプライは、大きく、入力電磁波障害(EMI)フィルタ部と、交流−直流整流部、直流−直流スイッチング切替部、出力フィルタ及び出力部からなってよい。パワーサプライは、例えば、SMPS(switched mode power supply)で実現されてよい。SMPSは、半導体スイッチ素子のオンオフ(on−off)時間比率を制御し、出力を安定化させた直流安定化電源装置として、高効率、小型及び軽量化が可能であり、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれを駆動するのに利用されてよい。
ただ、別の実施形態によると、ディスプレイ駆動部120は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに電源を供給する複数のSMPSを別で駆動する1つの駆動モジュール形態で実現されてよい。
場合によって、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−n のそれぞれは、各ディスプレイモジュールの動作を制御するためのサブプロセッサ及びサブプロセッサの制御によって各ディスプレイモジュールを駆動する駆動モジュールを含むように実現されてよい。この場合、各サブプロセッサ及び駆動モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア(firmware)またはIC(integrated chip)などで実現されてよい。一実施形態によると、各サブプロセッサはそれぞれ分離された半導体ICで実現されてよい。
ストレージ130は、ディスプレイ装置100の動作に必要な多様なデータを保存する。ストレージ130は、非揮発性メモリ、揮発性メモリ、ハードディスクドライブ(HDD)またはソリッドステートドライブ(SSD)、ディスプレイ装置100に装着されたメモリカード(例えば、micro SDカード、USBメモリなど)、外部入力ポートに接続可能な外部メモリ(例えば、USBメモリなど)などで実現されてよい。
特に、ストレージ130は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nの電流情報を保存することができる。ここで、電流情報は、ディスプレイモジュールを構成する各サブピクセル別の輝度による電流制御情報を保存することができる。ここで、各サブピクセル別の輝度に応じた電流制御情報は、各サブピクセルの電流に応じた輝度特性及び色相シフト特性に基づいてキャリブレーションされた(モデリングされた)サブピクセル別輝度に応じた電流制御情報であってよい。
具体的に、サブピクセル別の輝度に応じた電流制御情報は、各サブピクセルの電流に応じた輝度レベル情報及び各サブピクセルの電流に応じた色相シフト情報に基づいてキャリブレーションされた各サブピクセルの輝度別電流ゲイン情報であってよい。例えば、各サブピクセル別電流に応じた輝度レベル情報は、R/G/B LED素子別電流変化に応じた輝度変化情報になり、各サブピクセル別電流に応じた色相情報は、R/G/B LED素子別電流変化に応じた色座標(例えば、x、y色座標)変化度合になってよい。
この場合、各サブピクセル別の輝度に応じた電流ゲイン情報は、電流変化に応じたR/G/B LED素子別輝度変化量が類似するように電流値をキャリブレーションし、電流変化によるR/G/B LED素子別カラーシフト現象が発生しないようにキャリブレーションして獲得した各サブピクセルの輝度別電流ゲイン値であってよい。
ただ、それに限られるものではなく、電流制御情報は電流ゲイン値でない、電流値そのものであってよい。
なお、ストレージ130は、ディスプレイモジュールに提供されるパワー別輝度レベル情報を保存することができる。すなわち、ディスプレイモジュールに供給されるパワーが増加するにつれてディスプレイモジュールの輝度も増加するが、供給パワーが予め設定された臨界値を超過すると、ディスプレイモジュールの輝度増加率は次第に減少して最大輝度値以上に増加しなくなる。それによる供給パワー変化量によるディスプレイモジュールの輝度変化量に対する情報が予め測定されてストレージ130に保存されてよい。
この場合、パワー別輝度レベル情報は、パワー上昇量に応じた輝度上昇量情報であってよい。ただ、このような形態の情報でなくても、供給パワーと輝度との関係を示す情報なら、これに限らずに適用可能である。
なお、ストレージ130は、階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報を保存することができる。映像の階調は輝度値に関連するため、予め設定された階調の映像を表現するために必要なR/G/B LED素子別パワーは変化するようになる。このように、映像の階調別R/G/B LED素子のそれぞれのパワー情報がストレージ130に保存されてよい。
例えば、255階調値(映像がRGBの各色信号に対して256段階の階調を有する場合)、又は1024階調(映像がRGBの各色信号に対して1024段階の階調を有する場合)が各階調別R/G/B LED素子のそれぞれのパワー情報がストレージ130に保存されてよい。このような各階調別パワー情報は、予め測定されてストレージ130に保存されてよい。すなわち、ディスプレイモジュールに階調別映像をそれぞれディスプレイした状態で、R/G/B LED素子で消費されるパワー量を測定して各階調別パワー情報を獲得することができる。
その他に、ストレージ130は、Binning groupに対する情報、ピクセル別最大輝度に対する情報、ピクセル別色相に対する情報、ピクセル別輝度補正係数などを保存することができる。ここで、Binning groupとは、LEDピクセルの場合、できるだけ同一の特性(輝度、色座標など)を有するLEDピクセルグループであってよい。
例えば、複数のLEDピクセル間ユニフォーミティー(uniformity)特性のために、最大輝度(luminance)をターゲット輝度に合わせるために、輝度補正係数(correction coefficient)を活用してキャリブレーションを通じて輝度を下向調整するようになる。この場合、輝度補正係数は、ターゲットR/G/B輝度を実現するための3*3マトリックス状になってよく、各ピクセルに相互異なる輝度補正係数を適用して最大輝度がターゲット輝度になるようにしてユニフォーミティーを実現できるようになる。なお、R/G/B要素のそれぞれに対応する3*3マトリックス状のパラメータに基づいて、ターゲット輝度を実現しつつ、色温度もユニフォーミティーを有するようにキャリブレーションされてよい。
なお、ストレージ130は、複数のディスプレイモジュールのそれぞれを構成するピクセルの数、ピクセルのサイズ及びピクセル間の間隔に対する情報を更に保存することができる。
一方、別の実施形態によると、ストレージ130に保存された上述の情報は、ストレージ130に保存されておれず、外部装置から獲得されることも可能である。例えば、一部の情報は、セットトップボックスや、外部サーバ、ユーザ端末などのような外部装置からリアルタイムで受信されてよい。
プロセッサ140は、ディスプレイ装置100の動作全体を制御する。ここで、プロセッサ140は、中央処理装置(central processing unit:CPU)、コントローラ、アプリケーションプロセッサ(application processor:AP)、またはコミュニケーションプロセッサ(communication processor:CP)、ARMプロセッサのうち、1つまたはそれ以上を含んでよい。
なお、プロセッサ140は、映像に対応するグラフィック処理のためのグラフィックプロセッサ(Graphic Processing Unit:図示せず)を含んでよい。プロセッサ140は、コア(Core:図示せず)とGPU(図示せず)を含むSoC(System On Clip)で実現されてよい。プロセッサ140は、シングルコア、デュアルコア、トリプルコア、クワッドコア及びその倍数のコアを含んでよい。
本発明の一実施形態によると、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに対して算出された個別消費パワー量に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれのピーク(Peak)輝度レベルを算出する。続いて、プロセッサ140は、ストレージ130に保存された輝度別電流情報に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに対応するピーク輝度レベルを有するように複数の駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれを制御することができる。
この場合、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれにディスプレイされる映像の階調値、及びストレージ130から獲得された階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれで消費されるパワー量を算出することができる。
例えば、図2Bに示すように、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nが第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4で実現され、第1ないし第4駆動モジュール110−1ないし110−4によってそれぞれ駆動される場合を想定する。
この場合、図3Aに示すように、入力された1つの映像フレームは、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4に分割されてディスプレイされる。この場合、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4に提供される第1ないし第4映像領域のそれぞれに対応する映像階調は、通常異なるようになる。1つの映像フレームを複数の映像領域に分割すると、分割された各映像領域に含まれた映像はそれぞれ異なるためである。
プロセッサ140は、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4が第1ないし第4映像領域をディスプレイするために、各サブピクセル、すなわちR/G/Bのそれぞれが表現すべき映像階調値に基づいて、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4で消費されるパワー量を算出することができる。この場合、プロセッサ140は、ストレージ130に保存された階調別R/G/B LED素子のそれぞれのパワー情報に基づいて、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4で消費されるパワー量を算出することができる。
図4は、本発明の一実施形態に係る映像の階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報を示す図である。
例えば、図4に示すように、R/G/B LED素子のそれぞれが1024階調の階調値のそれぞれを表現する場合、消費されるパワー量は異なってよい。通常、Red LED素子の場合、Green LED素子及びBlue LED素子に比べて同一の階調値を表現するために必要なパワーが相対的に大きく、Green LED素子及びBlue LED素子は同一の階調値を表現するためにほぼ同一のパワーが求められる。
このようなR/G/B LED素子別映像の階調表現に求められるパワー値がストレージ130に予め保存されており、プロセッサ140は予め保存された情報に基づいて、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4がそれぞれの個別消費パワー量を算出することができる。
例えば、図3Bに示すように、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4の個別消費パワー量がそれぞれ60W、100W、70W、50Wで算出されてよい。
続いて、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに対して算出された個別消費パワー量及び複数の駆動モジュール120−1、…、120−nによって提供可能な容量に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することができる。ここで、複数の駆動モジュール120−1、…、120−nによって提供可能な容量は、複数の駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれに含まれた複数のパワーサプライ、すなわち、SMPSの定格容量(または、定格出力)であってよい。
特に、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び複数の駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれによって提供可能な容量に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することができる。
具体的に、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nの中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの最大パワー量を決め、基準ディスプレイモジュールの消費パワー量及び最大パワー量に基づいてパワー上昇比を算出することができる。
例えば、パワー上昇比は「Pr=基準ディスプレイモジュールの最大パワー量/基準ディスプレイモジュールの消費パワー量」で算出されてよい。一方、基準ディスプレイモジュールの最大パワー量は、複数の駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれによって提供可能な容量と同様の値であってよいが、それに限らない。
続いて、プロセッサ140は、算出されたパワー上昇比Prを残りのディスプレイモジュールの消費パワー量に適用して残りのディスプレイモジュールの最大パワー量を算出することができる。すなわち、残りのディスプレイモジュールの最大パワー量は、「各ディスプレイモジュールの消費パワー量*パワー上昇比(Pr)」で算出されてよい。
例えば、図3Bに示すように、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1、…、110−4の消費パワー量がそれぞれ、60W、100W、70W、50Wである場合、最大消費パワー量である100Wを有する第2ディスプレイモジュール110−2の最大パワー量を定格容量300Wに決めた場合、パワー上昇比は3になってよい。
この場合、プロセッサ140は、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4の消費パワー量にパワー上昇比3を適用し、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4の最大パワー量をそれぞれ60W*3=180W、70W*3=210W、50W*3=15−Wで決めてよい。
ただ、場合によっては、パワー上昇比(Pr)には、予め設定された加重値αが適用されて最終パワー上昇比(Pr*α)が算出されることも可能である。または、残りのディスプレイモジュールに適用されるパワー上昇比には各ディスプレイモジュールのパワー別に異なる加重値が適用され、各ディスプレイモジュール別に異なるパワー上昇比(Pr*α1、Pr*α2、Pr*α3)が算出されることも可能である。
ただ、それは一実施形態に過ぎず、別の実施形態によると、基準ディスプレイモジュールで上昇したパワー量に基づいて予め設定された加重値が適用され、加重値の適用されたパワー量が残りのディスプレイモジュールの上昇パワー量で決まることも可能である。
例えば、第2ディスプレイモジュール110−2のパワー上昇量である200Wに各ディスプレイモジュールの消費パワー量に基づいた予め設定された加重値、例えば、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4のそれぞれの消費パワー量(60W、70W、50W)に基づいて算出された加重値β1、β2、β3の適用されたパワー上昇量、すなわち、200W*β1、200W*β2、200W*β3に対応する上昇パワー量で決まってよい。この場合、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4のそれぞれの最大パワー量は、60W+200W*β1、70W+200W*β2、50W+200W*β3であってよい。
続いて、プロセッサ140は、ストレージ130に保存されたディスプレイモジュールに提供されるパワー別最大輝度レベル情報に基づいて、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれの最大パワー量に基づいて複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれのピーク輝度レベルを決めることができる。
図5は、本発明の一実施形態に係るディスプレイモジュールに提供されるパワー別最大輝度レベル情報を示す図である。
例えば、パワー別最大輝度レベル情報は、図5に示すように、パワー上昇量に応じた輝度増加量を示す図であってよい。図示のように、パワー上昇量が増加するにつれ、同一のパワー量に対して増加される輝度量は次第に減少するようになる。ただ、本発明の一実施形態によって利用可能な情報は、供給パワーと輝度との関係を示す情報なら、適用可能であり、それに限られるものではない。
プロセッサ140は、このような情報に基づいて複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれのピーク輝度レベルを決定することができる。
ただ、別の実施形態によると、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−n中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの基準ピーク輝度レベルを算出し、算出された基準ピーク輝度レベルに基づいて残りのディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することも可能である。
例えば、図3Bに示すように、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4の消費パワー量がそれぞれ60W、100W、70W、50Wである場合、最大消費パワー量である100Wを有する第2ディスプレイモジュール110−2の最大パワー量を定格容量300Wに決めた場合、第2ディスプレイモジュール110−2のピーク輝度レベルを算出することができる。
続いて、プロセッサ140は、第2ディスプレイモジュール110−2のピーク輝度レベルに基づいて、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4のピーク輝度レベルを算出することができる。例えば、第2ディスプレイモジュール110−2のピーク輝度レベルがA nitで算出され、現在の輝度レベルがB nitである場合、それに基づいて算出された輝度上昇比A/Bを第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4の輝度レベルに適用し、第1、第3、第4ディスプレイモジュール110−1、110−3、110−4のそれぞれのピーク輝度レベルを算出することができる。
一方、プロセッサ140は、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれが算出されたピーク輝度レベルを有するための複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nのそれぞれに対応する各サブピクセルの電流ゲイン値をストレージ130から獲得し、獲得された各サブピクセルの電流ゲイン値に基づいて複数の駆動モジュール120−1、…、120−nのそれぞれの駆動状態を制御することができる。
すなわち、ストレージ130には、複数のディスプレイモジュール110−1、…、110−nを構成する各サブピクセルの輝度別電流ゲイン情報が保存されていてよい。
図6は、本発明の一実施形態に係る各サブピクセルの輝度別電流ゲイン情報を示す図である。図6に示すように、各サブピクセルの輝度別電流ゲイン情報は、電流増加に応じた各サブピクセルの輝度及び色相特性に基づいてキャリブレーションされた前記各サブピクセルの輝度別電流ゲイン値を含んでよい。
具体的に、図7に示すように、R/G/B LED素子は、電流増加によって異なる輝度増加特性を有する。なお、図8Aないし図8Bに示すように、R/G/B LED素子は電流増加に応じて色座標が異なる形態に変わって、相互異なる色相シフト特性に有するようになる。例えば、図8Aに示すように、Redピクセルは電流増加に応じてx、y座標が同一の値を維持するが、図8Bに示すように、Greenピクセルはx、y座標が少しずつ変更され、図8B及び図8Cに示すように、Blueピクセルは電流増加に応じて、x、y座標が相当量変更されていることを確認することができる。
それによって、ストレージ130には、図7に示すようなR/G/B LED素子の電流に応じた輝度特性及び図8Aないし図8Cに示すようなR/G/B LED素子の電流に応じた色相特性が反映されて算出されたR/G/B LED素子の輝度別電流ゲイン値が保存されていてよい。一例として、電流ゲイン情報は、8ビット情報に基づいて2だけの段階に区分された電流ゲイン値を含むことができるが、それに限られるものではない。
例えば、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4のそれぞれの最大パワー量180W、300W、210W、150Wに対応するピーク輝度レベルがそれぞれA、B、C、Dに決定され、各輝度レベルを実現するのに必要な特定電流値に対して、図6のグラフに基づいてR/G/B LED素子のそれぞれに流れる電流のゲイン値が適用され得る。すなわち、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4のそれぞれのピーク輝度レベルを実現するためのそれぞれの電流値a、b、c、dにR/G/B LED素子の特性に応じた電流ゲイン値の適用された最終電流値が第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4に印加されてよい。
例えば、第1ディスプレイモジュール110−1のR/G/B LED素子をそれぞれ駆動するためのゲイン値gr1、gg1、gb1をそれぞれに対応する電流値aに適用し、第2ディスプレイモジュール110−2のR/G/B LED素子をそれぞれ駆動するためのゲイン値gr2、gg2、gb2をそれぞれに対応する電流値bに適用し、第3ディスプレイモジュール110−3のR/G/B LED素子をそれぞれ駆動するためのゲイン値gr3、gg3、gb3をそれぞれに対応する電流値cに適用し、第4ディスプレイモジュール110−4のR/G/B LED素子をそれぞれ駆動するためのゲイン値gr4、gg4、gb4をそれぞれに対応する電流値に適用することで、第1ないし第4ディスプレイモジュール110−1ないし110−4の輝度をピーク輝度レベルに制御することができる。
図9は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の駆動方法を説明するための図である。図9に示す本発明の一実施形態に係る駆動方法が適用されるディスプレイ装置は、複数のディスプレイモジュールで構成されたディスプレイを含んでよい。
図9に示すディスプレイ装置の駆動方法によると、まず、複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量を算出する(S910)。
続いて、算出された消費パワー量に基づいて、複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出する(S920)。
次に、複数のディスプレイモジュールの電流情報に基づいて、複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するピーク輝度レベルを有するように複数のディスプレイモジュールを駆動する(S930)。
この場合、電流情報は、ディスプレイモジュールを構成するサブピクセル別輝度に応じた電流制御情報を含んでよい。特に、電流情報は、サブピクセル別電流に応じた輝度特性及び色相シフト特性に基づいてキャリブレーションされたサブピクセル別輝度に応じた電流制御情報(例えば、電流ゲイン値または電流値)を含んでよい。一方、電流情報は、ディスプレイ装置に予め保存されているか、外部装置(例えば、セットトップボックス、ユーザ端末、サーバなど)から受信されてよい。
一方、ピーク輝度レベルを算出するステップS920では、複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び複数の駆動モジュールのそれぞれによって提供可能な容量に基づいて、複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することができる。
なお、ストレージは、ピーク輝度レベルを算出するステップS920では、複数のディスプレイモジュールのそれぞれの消費パワー量中に最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールのパワー上昇量に基づいて、残りのディスプレイモジュールのパワー上昇量を決定し、各ディスプレイモジュールに対して算出された最大パワー量及びディスプレイモジュールに提供されるパワー別輝度レベル情報に基づいて、各ディスプレイモジュールのピーク輝度レベルを算出することができる。ここで、ディスプレイモジュールに提供されるパワー別輝度レベル情報は、ディスプレイ装置に予め保存されているか、外部装置(例えば、セットトップボックス、ユーザ端末、サーバなど)から受信されてよい。
なお、ピーク輝度レベルを算出するステップS920では、パワー別最大輝度レベル情報に基づいて、複数のディスプレイモジュールのうち、最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの基準ピーク輝度レベルを算出し、算出された基準ピーク輝度レベルに基づいて、残りのディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することができる。
なお、複数のディスプレイモジュールを駆動するステップS930では、複数のディスプレイモジュールのそれぞれが算出されたピーク輝度レベルを有するための複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応する各サブピクセル別電流ゲイン値を獲得し、獲得された各サブピクセル別電流ゲイン値に基づいて、複数のディスプレイモジュールをそれぞれ駆動することができる。
なお、複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量を算出するステップS910では、複数のディスプレイモジュールのそれぞれにディスプレイされる映像の階調値及び階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報に基づいて、複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量を算出することができる。映像の階調別サブピクセルのそれぞれのパワー情報は、ディスプレイ装置に予め保存されているか、外部装置(例えば、セットトップボックス、ユーザ端末、サーバなど)から受信されてよい。
一方、複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、複数のLED素子を含むLEDキャビネットで実現され、各サブピクセルは、R(Red) LED、G(Green) LED、B(Blue) LEDピクセルで実現されてよい。
以上、説明したように、本発明の多様な実施形態によると、各サブピクセルに入力される電流増加によるカラーシフト現象を防止できるようになるため、ユーザに提供される画質が向上する。すなわち、カラーシフト現象が生じることなく、低階調映像のコントラストを極大化させ、高階調映像の消費電力は減少させることができるようになる。
一方、上述の本発明の多様な実施形態に係る方法は、従来の単位ディスプレイモジュール及び/又は単位ディスプレイモジュールで構成されたディスプレイ装置に対するソフトウェア/ハードウェアアップグレードのみで実現されてよい。
なお、本発明に係る駆動方法を順次に実行するプログラムのごゾンされた非一時的な読み取り可能な媒体(non−transitory computer readable medium)が提供されてよい。
非一時的な読み取り可能な媒体とは、レジスタやキャッシュ、メモリ等のような短い間データを保存する媒体ではなく、半永久的にデータを保存し、機器によって読み取り(Reading)が可能な媒体を意味する。具体的には、上述の多様なアプリケーションまたはプログラムは、CDやDVD、ハードディスク、ブルーレイディスク、USB、メモリカード、ROM等のような非一時的な読み取り可能な媒体に保存されて提供されてよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (15)

  1. 複数のディスプレイモジュールと、
    ディスプレイ駆動部と、
    前記複数のディスプレイモジュールを用いて、映像をディスプレイするための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量を算出し、
    前記複数のディスプレイモジュールを用いて、前記映像をディスプレイするための前記算出された複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの電流を制御するように前記ディスプレイ駆動部を制御するプロセッサと
    を含み、前記プロセッサは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出し、
    当該ディスプレイ装置のストレージに保存された電流情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するピーク輝度レベルを有するように、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに接続された複数の駆動モジュールを制御する、
    ディスプレイ装置。
  2. 前記ディスプレイ駆動部は、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに接続された前記複数の駆動モジュールを含み
    前記電流情報は、
    ディスプレイモジュールを構成する各サブピクセルの輝度に応じた電流制御情報を含むことを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。
  3. 前記電流制御情報は、
    各サブピクセルの電流に応じた輝度特性及び色相シフト特性に基づいてキャリブレーションされた各サブピクセルの輝度に応じた電流制御情報を含むことを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれが前記算出されたピーク輝度レベルを有するための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応する各サブピクセルの電流ゲイン値を前記ストレージから獲得し、前記獲得された電流ゲイン値に基づいて前記複数の駆動モジュールのそれぞれの駆動状態を制御することを特徴とする請求項3に記載のディスプレイ装置。
  5. 前記プロセッサは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び前記複数の駆動モジュールのそれぞれによって提供可能な定格容量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ装置。
  6. 前記ストレージは、
    各ディスプレイモジュールに提供されるパワー別の輝度レベル情報を更に保存し、
    前記プロセッサは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールのパワー上昇量に基づいて残りのディスプレイモジュールのパワー上昇量を決定し、各ディスプレイモジュールに対して算出された最大パワー量及び前記パワー別の輝度レベル情報に基づいて前記各ディスプレイモジュールのピーク輝度レベルを算出することを特徴とする請求項5に記載のディスプレイ装置。
  7. 前記ストレージは、
    各ディスプレイモジュールに提供されるパワー別の輝度レベル情報を更に保存し、
    前記プロセッサは、
    前記パワー別の最大輝度レベル情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのうち、前記最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールの基準ピーク輝度レベルを算出し、算出された基準ピーク輝度レベルに基づいて残りのディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することを特徴とする請求項5に記載のディスプレイ装置。
  8. 前記ストレージは、
    前記映像の階調別の各サブピクセルのパワー情報を更に保存し、
    前記プロセッサは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれにディスプレイされる前記映像の階調値及び前記階調別の各サブピクセルのパワー情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの消費パワー量を算出することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。
  9. 前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれは、
    複数のLEDピクセルを含むLEDキャビネットで実現され、
    前記電流情報は、R(Red) LED、G(Green) LED、B(Blue) LED各サブピクセルの電流情報を含むことを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ装置。
  10. 複数のディスプレイモジュールで構成されたディスプレイを含むディスプレイ装置の駆動方法において、
    前記複数のディスプレイモジュールを用いて、映像をディスプレイするための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量を算出するステップと、
    前記複数のディスプレイモジュールを用いて、前記映像をディスプレイするための前記算出された複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの電流を制御するステップと、
    を含み、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出するステップと、
    ストレージに保存された電流情報に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応するピーク輝度レベルを有するように、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに接続された複数の駆動モジュールを制御するステップと
    を更に含む駆動方法。
  11. 前記電流情報は、
    ディスプレイモジュールを構成する各サブピクセルの輝度に応じた電流制御情報を含むことを特徴とする請求項10に記載の駆動方法。
  12. 前記電流制御情報は、
    各サブピクセルの電流に応じた輝度特性及び色相シフト特性に基づいてキャリブレーションされた、各サブピクセルの輝度に応じた電流制御情報を含むことを特徴とする請求項11に記載の駆動方法。
  13. 前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの電流を制御するステップは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれが前記算出されたピーク輝度レベルを有するための前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれに対応する各サブピクセルの電流ゲイン値を獲得し、前記獲得された電流ゲイン値に基づいて前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの電流を制御することを特徴とする請求項12に記載の駆動方法。
  14. 前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量及び前記複数の駆動モジュールのそれぞれによって提供可能な定格容量に基づいて、前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれのピーク輝度レベルを算出することを特徴とする請求項11に記載の駆動方法。
  15. 前記ピーク輝度レベルを算出するステップは、
    前記複数のディスプレイモジュールのそれぞれの個別消費パワー量中の最大消費パワー量を有する基準ディスプレイモジュールのパワー上昇量に基づいて残りのディスプレイモジュールのパワー上昇量を決定するステップと、
    パワー別の輝度レベル情報及び各ディスプレイモジュールに対して算出された最大パワー量に基づいて前記各ディスプレイモジュールのピーク輝度レベルを算出するステップと
    を含むことを特徴とする請求項14に記載の駆動方法。
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