KR100262650B1 - 엘씨디(lcd) 모니터의 화면 자동 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

커넥터를 통해 입력되는 아날로그 R,G,B 신호와 수평(H)/수직(V) 신호에서 아날로그 R,G,B 신호를 디지탈 R,G,B 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 아날로그 R,G,B 신호와 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 화면 제어를 수행하는 화면자동제어기와, 상기 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호와 화면자동제어기에서 출력되는 동기신호를 입력받아 소정의 해상도에 맞는 신호로 변환하는 이미지 처리부와, 상기 이미지 처리부로부터 입력받은 디지탈 R,G,B신호와, 수평(H)/수직(V) 신호를 소정의 해상도에 맞는 데이터로 변환하는 패널링크부와, 상기 패널링크부에서 출력되는 신호를 입력받아 디스플레이하는 LCD 모듈과, 상기 이미지 처리부의 레지스터 값을 세팅하고, 제어신호로 화면자동 제어기를 제어하는 마이컴을 포함하여 자동으로 화면영상을 맞추므로 사용자가 수동으로 영상을 조절해야하는 불편함이 적어지며 영상조정시 소요되는 시간의 최소화 및 생산의 효율성이 높아진다.

Description

엘씨디(ＬＣＤ) 모니터의 화면 자동 제어장치 및 그 방법

본 발명은 LCD 모니터에 관한 것으로, 특히 LCD 모니터에 비 규격화된 영상이 입력될 경우에도 규격화된 영상신호 처리방법과 동일한 방법으로 처리할 수 있는 LCD 모니터 자동화면 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 LCD 모니터는 도 1에 도시된 바와 같이, D_SUB(1)와, A/D 컨버터(2)와, 이미지 처리부(3)와, 마이컴(4)과, 패널링크부(5)와, LCD 모듈(6)로 구성된다.

상기 D_SUB(1)를 통해 컴퓨터의 비디오 카드에서 출력되는 아날로그 R,G,B 영상신호와 H,V 신호에서 아날로그 R,G,B 신호는 A/D 컨버터(2)에서 각 8비트의 디지탈 신호로 변환하여 이미지 처리부(3)로 입력된다.

상기 이미지 처리부(3)는 A/D 컨버터(2)에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 LCD 모듈(6)의 해상도에 맞는 신호로 변환시킨다.

예를들면, 입력되는 영상 신호가 640 × 480의 신호이고, LCD 모듈(6)은 1024 × 768의 해상도를 가지고 있다면, 입력되는 영상신호 640 × 480의 신호를 1024 × 768의 신호로 확대하는 IC이다.

한편, 상기 마이컴(4)은 이미지 처리부(3)에서 적절하게 확대할 수 있도록 각종 레지스터 값을 세팅하고, 상기 패널링크부(5)는 이미지 처리부(3)로부터 출력되는 R,G,B 데이터와 H,V 동기신호를 입력받아 LCD 모듈(6)에서 요구하는 신호로 변환시킨다.

이와 같이, 사용자가 디스플레이되는 화면을 보고 영상의 위치를 직접 키(+)(-)를 조작하여 H 동기나 V 동기로부터 입력되는 비디오의 위치를 마이컴(4)에 입력하고, 상기 마이컴(4)이 비디오의 위치를 이미지 처리부(3)에 알려줌으로써 가능하다.

도 2a는 규격신호를 나타낸 도면이고, 도 2b 내지 도 2c는 비규격 신호를 나타낸 도면이다.

도 2a를 참조하면 TV의 전체 픽셀수를 나타낸 것으로, HW는 수평 동기의 폭을 나타내고, BP는 백 포치(Back Porch)로 H동기의 폴링 에지에서 실제 비디오가 시작되는 시점 까지의 픽셀수를 나타낸다.

또한, AP는 액티브 비디오로 VGA일 경우에는 640, SVGA일 경우에는 800, XGA일 경우에는 1024, SXGA일 경우에는 1280으로 규격화 되어 있다.

FP는 프론트 포치(Front Porch)로 비디오의 마지막 픽셀 다음부터 H동기의 라이징 에지(Rising Edge)까지의 픽셀수이다.

이와 같이, 규격화된 신호에 맞도록 설계되어져 있기 때문에 도 2b내지 도 2c에 나타낸 바와 같이, 비규격 신호가 입력될 경우 사용자가 비디오의 위치를 별도로 조정하여 화면을 맞추어야 한다.

또한, 도 2b는 규격신호의 백포치보다 N만큼 적은 것을 나타낸 비규격 신호이고, 도 2c는 규격신호의 백포치보다 N만큼 많은 것을 나타낸 비규격 신호이다.

상기와 같은 비규격 신호의 출력으로 도 3a 내지 도 3b와 같이 디스플레이 되는 것을 볼 수 있다.

도 3a 도 2b가 실제 화면에 디스플레이 되는 것을 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 2c가 실제 화면에 디스플레이 되는 것을 나타낸 도면이다.

도 3a 내지 도 3b에서와 같이 빗금친 부분은 실제 화면에 나타나지 않으므로 사용자가 화면을 이동시켜 화면을 맞추어야 한다.

종래 기술에 따른 LCD 모니터는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 비규격 신호가 인가되면 영상신호가 화면에 모두 나타나지 않고 빗나가는 경우가 발생한다.

둘째, PC의 비디오 카드는 각 비디오 모드마다 다르므로 사용자가 모드 변경시에도 위상을 조절하여 화면을 맞추어야 한다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 비규격화된 영상신호 입력시에도 규격신호 입력시 영상신호 처리방법과 동일하게 처리함으로써 LCD 모니터에서 자동으로 화면이 제어되도록 하는 LCD 모니터 자동화면 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 LCD 모니터를 나타낸 블록도

도 2a 내지 도 2c는 규격신호와 비규격 신호를 나타낸 도면

도 3a는 내지 도 3b는 비규격 신호 입력시의 화면을 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 LCD 모니터의 화면 자동 제어장치를 나타낸 블록도

도 5는 도 4의 화면자동제어기를 나타낸 상세 블록도

도 6은 동기신호검출기 및 타이밍도를 나타낸 도면

도 7은 수평화면제어기 및 타이밍도를 나타낸 도면

도 8은 수직화면제어기 및 타이밍도를 나타낸 도면

도 9는 마이컴에서 데이터를 읽는 시점 및 타이밍도를 나타낸 도면

도 10은 본 발명에 따른 LCD 모니터의 화면 자동 제어방법을 나타낸 플로우차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : D_SUB 커넥터 12 : A/D 컨버터

13 : 이미지 처리부 14 : 마이컴

15 : 패널링크부 16 : LCD 모듈

17 : 화면자동제어기 17a : 동기신호검출기

17b : 수평화면제어기 17c : 수직화면제어기

17d : 제어신호발생기

본 발명은 LCD 모니터에 관한 것으로, 커넥터를 통해 입력되는 아날로그 R,G,B 신호와 H,V 신호에서 아날로그 R,G,B 신호를 디지탈 R,G,B 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 아날로그 R,G,B 신호와 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 자동으로 화면을 제어하는 화면자동제어기와, 상기 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호와 화면자동제어기에서 출력되는 동기신호를 입력받아 LCD 패널의 해상도에 맞는 신호로 변환하는 이미지 처리부와, 상기 이미지 처리부로부터 입력받은 R,G,B,H,V 신호를 LCD 모듈에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 패널링크부와, 상기 패널링크부에서 출력되는 신호를 입력받아 디스플레이하는 LCD 모듈과, 상기 이미지 처리부의 레지스터 값을 세팅하고, 제어신호로 화면자동 제어기를 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 LCD 모니터 자동화면 제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 도 4의 화면자동제어기를 나타낸 상세블록도이며, 도 6은 동기신호 검출 및 타이밍도이며, 도 7은 수평화면 제어기 및 타이밍도이고, 도 8은 수직화면 제어기 및 타이밍도이다.

도 4를 참조하면, D_SUB(11)와, A/D 컨버터(12)와, 이미지 처리부(13)와, 마이컴(14)과, 패널링크부(15)와, LCD 모듈(16)과, 화면자동제어기(17)로 구성된다.

상기 D_SUB(11)는 PC의 비디오 카드에서 출력되는 아날로그 R,G,B 신호와 H,V 신호가 입력되는 커넥터이며, 상기 A/D 컨버터(12)는 입력된 아날로그 R,G,B 신호를 디지탈 R,G,B 신호로 변환한다.

또한, SCLK는 시스템 클럭으로 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시킬 때 사용하는 샘플링 클럭이다.

상기 이미지 처리부(13)는 LCD 패널의 해상도에 맞는 신호로 입력신호를 변환하고, 상기 패널링크부(15)는 이미지 처리부(13)로부터 입력받은 R,G,B,H,V 신호를 LCD 모듈(16)에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 IC이다.

상기 마이컴(14)은 이미지 처리부(13)의 레지스터 값을 세팅하고, 화면자동제어기(17)에 데이터를 주거나 받으며, 제어신호로 화면자동제어기(17)를 제어한다.

상기 화면자동제어기(17)는 도 5에 도시된 바와 같이, 동기신호검출기(17a)와, 수평화면제어기(17b)와, 수직화면제어기(17c)와, 제어신호발생기(17d)로 구성된다.

상기 동기신호검출기(17a)는 다양한 폭을 가진 H,V 신호를 입력받아 일정폭의 H', V'동기신호를 생성한다.

상기 수평화면제어기(17b)는 동기신호검출기(17a)에서 출력된 H'신호를 입력받아 새로운 수평동기신호 N_H를 생성하며, 상기 수평동기신호 생성과정에서 HBP 신호를 발생시켜 제어신호발생기(17d)에 입력시켜 마이컴(14)에서 적절한 타이밍에 데이터(HBPD)를 읽도록 한다.

상기 HBPD는 H' 동기에서 비디오가 있기 전까지를 카운터한 값이며, 상기 이 값은 입력되는 신호의 수평 백 포치(Back Porch)값과 같다.

또한, 마이컴(14)에서는 HBPD 신호를 입력받아 규격 신호의 수평 백 포치값(HB)과 비교하여 비교한 값(A)을 수평화면제어기(17b)로 입력하고, 상기 수평화면제어기(17b)는 수평동기신호(N_H)를 생성한다.

한편, 수직화면제어기(17c)는 동기신호검출기(17a)에서 출력된 V' 동기신호를 입력받아 새로운 수직동기신호 N_V를 생성하며, 상기 수직동기신호 N_V 생성과정에서 VBP 신호를 발생시켜 제어신호발생기(17d)로 입력시켜 마이컴(14)에서 적절한 타이밍에 데이터(VBPD)를 읽도록 한다.

상기 VBPD는 V'동기에서 처음 비디오가 나타나는 H'동기신호까지 H'동기신호가 몇 개 있는지를 카운터한 값이며, 이 값은 입력신호의 수직 백 포치값과 일치한다.

상기 마이컴(14)에서는 VBPD신호를 입력받아 규격신호의 수직 백포치값(VB)과 비교하여 비교한 값(B)을 수직화면제어기(17c)로 데이터를 입력한다.

상기 수직화면제어기(17c)는 이 값을 입력받아 새로운 수직동기신호 N_V를 생성한다.

상기 제어신호발생기(17d)는 수평화면제어기(17b)로부터 HBP, 수직화면제어기(17c)로 VBP 신호를 마이컴(14)에 입력하여 HBPD, VBPD 신호를 읽을 시점을 제어하는 HDR, VDR신호를 발생한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 각 비디오 카드마다, 각 모드마다 출력되는 H/V 동기신호의 폭이 모두 다르므로, 타이밍도와 같이 동일한 폭(1SCLK)을 갖는 H'/V' 신호를 출력한다.

상기 화면자동제어기(17)의 수평화면제어기 및 타이밍도는 도 7에 도시된 바와 같이, 오어(OR) 게이트(61a)(61b)(61c)와, D 플립플롭(F/F)(64)과, 복수개의 인버터(63a)(63b)와, 복수개의 앤드(AND) 게이트(62a)(62b)와, 제 1 및 제 2 카운터(65)(66)와, 비교기(67)로 구성된다.

도 7에 도시된 제어신호는 마이컴에서 인가되는 신호로 화면자동 제어시 하이(High)에서 로우(Low)로 바뀐다.

또한, D1은 디지탈화된 R,G,B 신호를 오어(OR)한 신호를 인버터한 신호이며, R,G,B 전 비트(bit)를 오어(OR)한 것은 작은 비디오 신호가 입력되더라도 비디오 신호를 검출하기 위한 것이다.

한편, 타이밍도를 참조하면, HBP 신호는 수평 백 포치(Back Porch) 구간에서만 하이(High)로 되고, 나머지 구간에서는 로우(Low)로 된다.

상기 HBP신호와 H'신호의 인버터 신호를 앤드(AND)하여 제 1 카운터의 인에이블 신호로 인가하고, 상기 H'신호를 리셋신호로 인가하면, 제 1 카운터는 HBP 구간에서만 카운터를 하게 된다. 따라서, 최종 카운터 값은 HBPD이다.

상기 HBPD값은 마이컴에서 읽어 마이컴에서 가지고 있는 규격화된 백 포치(Back Porch) 값과 비교하여 플러스(+) 값이면 그 값을 화면자동제어기에 입력하고, 마이너스(-) 값이면 상기 마이너스(-) 값과 전체 픽셀수를 더한값을 A 값으로하여 화면자동제어기에 입력한다.

상기 화면자동제어기에 입력된 A값과 H'부터 제 2 카운터(66)에서 카운터 되어져온 값을 비교기(67)에서 비교하여 A값에서의 새로운 수평동기신호 N_H를 출력하며, 상기 N_H신호는 규격화된 백 포치값을 갖는 새로운 수평동기신호이다.

또한, 도 8은 수직화면제어기 및 타이밍도를 나타낸 것으로, 그 구성은 도 6에 도시한 수평화면 제어기와 동일하다.

VBP신호는 V'에서 첫 번째 비디오 라인이 있는 수직 백 포치(Back Porch) 구간에서만 하이(High)이고, 나머지 구간에서는 로우(Low)이다. 상기 VBP 신호와 V'신호를 인버터한 신호를 앤드(AND)하여 H'를 클럭으로 하는 제 3 카운터(75)의 인에이블 신호로 인가하고, V'를 제 3 카운터(75)의 리셋 신호로 인가하면 VBP 구간에서 발생하는 H'의 수를 카운터 할 수 있다. 이 값을 VBPD라 한다.

상기 VBPD값 또한 마이컴에서 읽어 마이컴에서 가지고 있는 규격화된 신호의 수직 백 포치(Back Porch)값과 비교하여, 플러스(+) 값이면 그 값을 B값으로하여 수직 화면자동제어기에 입력한다.

상기 수직 화면자동제어기에서는 입력된 B값과 V'에서부터 제 4카운터(76)에서 카운터 되어져온 값을 비교기에서 비교하여 B값에서의 새로운 수직동기신호 N_V를 출력한다.

상기 N_V를 VBP값이 0일 경우에는 규격화된 신호이므로 수직 화면자동제어기는 수직 화면자동제어를 수행하지 않는다.

한편, 도 9는 마이컴에서 데이터를 읽는 시점을 알리는 신호발생기와 타이밍도를 도시한 것으로, 마이컴에서 HBP값과 VBP값을 읽는 시점은 수평, 수직 백 포치(Back Porch) 구간 동안 카운터한 값을 읽어야 되므로 HBP/VBP신호의 폴링 에지(Falling Edge) 다음에 마이컴에서 읽어가도록 HDR/VDR 신호를 발생한다.

도 10은 LCD 모니터 화면자동제어기의 제어흐름도를 나타낸 플로우차트이다.

도 10을 참조하면, 1 수평(H) 주기의 토탈 픽셀수를 HP라 설정하고, 1 수직(V) 주기의 토탈 라인수를 VL라 설정하며, 규격신호의 수평 백 포치(Back Porch)를 HB, 규격신호의 수직 백 포치(Back porch)를 VB라 설정한다(S11).

상기 설정 후 자동화면 제어인가를 판단하고(S12), 상기 자동화면 제어이면 마이컴에서는 자동화면 조정의 타이밍을 제어하는 제어신호를 발생한다(S13).

상기 제어신호는 수평화면제어단계(S20)와, 수직화면제어단계(S30)로 입력된다.

상기 수평화면제어단계(S20)는 HDR 신호가 하이(High)인지 판단하고(S21), 상기 HDR 신호가 하이(high)이면 수평제어기로부터 HBPD 데이터를 읽는다(S22).

상기 설정된 규격신호의 백 포치(Back Porch)에서 읽어온 HBPD 데이터의 차(X)를 산출한다(S23).

상기 산출된 X가 0이상인지 판단하고(S24), 상기 X값이 0보다 작으면 전체 픽셀수(HP)를 더한다(S26).

상기 X값이 0이상이면 0인지 판단하고(S25), 상기 X값이 0이면 규격신호이므로 수평화면 제어를 수행하지 않는다.

상기 수직화면제어단계(S30)는, VDR 신호가 하이(high)인지 판단하고(S31), 상기 VDR 신호가 하이(High)이면 수직화면 제어기로부터 VBPD 데이터를 읽는다(S32).

상기 설정된 규격신호의 수직 백 포치(Back porch)값과 수직화면제어기로부터 읽어온 VBPD와의 차(Y)를 산출한다(S33).

상기 산출된 Y 값이 0 이상인지 판단하고(S34), 상기 Y 값이 0 이하이면 전체라인수(VL)를 더한다(S37).

상기 산출된 Y값이 0 이상이면 0인지 판단하고(S35), 상기 Y값이 0이면 규격신호이므로 수직화면 제어를 수행하지 않는다.

따라서, 상기 X 값과 전체픽셀수(HP)를 더한값을 A값으로하여 수평화면제어기로 입력하고, Y 값과 전체라인수(VL)를 더한값을 B값으로하여 수직화면제어기로 입력한다.

따라서, 새롭게 생성되는 동기 신호들도 입력신호의 동기신호들에 동기되어 만들어지기 때문에 X나 Y값이 플러스(+) 값이면 규격신호의 백 포치(Back Porch)보다 입력신호의 백 포치(Back Porch)가 더 작기 때문에 규격신호의 백 포치(Back Porch) 되도록 동기신호를 출력하려하면 입력되는 동기신호의 앞(시간적으로) 부분에 동기신호를 만들어야 한다.

그러나, 이것은 불가능함으로써 전체 픽셀수나, 전체 라인수를 X,Y에 더하여 새로운 동기신호를 만드는 것이다.

본 발명에 따른 LCD 자동화면 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 자동으로 화면영상을 맞추므로 사용자가 수동으로 영상을 조절해야하는 불편함이 적어진다.

둘째, 영상조정시 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.

셋째, 생산의 효율성이 높아진다.

Claims (5)

1. 커넥터를 통해 입력되는 아날로그 R,G,B 신호와 수평(H)/수직(V) 신호에서 아날로그 R,G,B 신호를 디지탈 R,G,B 신호로 변환하는 A/D 컨버터와,

   상기 아날로그 R,G,B 신호와 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 화면을 제어하는 화면자동제어기와,

   상기 A/D 컨버터에서 출력되는 디지탈 R,G,B 신호와 화면자동제어기에서 출력되는 동기신호를 입력받아 소정의 해상도에 맞는 신호로 변환하는 이미지 처리부와,

   상기 이미지 처리부로부터 입력받은 R,G,B, 디지탈신호와 수평(H)/수직(V) 신호를 소정의 해상도에 맞는 데이터로 변환하는 패널링크부와,

   상기 패널링크부에서 출력되는 신호를 입력받아 디스플레이하는 LCD 모듈과,

   상기 이미지 처리부의 레지스터 값을 세팅하고, 제어신호로 화면자동 제어기를 제어하는 마이컴을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 LCD 모니터의 화면자동제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 화면자동제어기는 입력되는 아날로그/디지탈 R,G,B 신호에서 수평(H)/수직(V)신호를 검출하여 수평(H')/수직(V') 동기신호를 출력하는 동기검출부와,

   상기 동기검출부에서 출력되는 수평동기신호(H')와 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 새로운 수평동기신호(N_H), HBPD, HBP를 생성하는 수평화면제어기와,

   상기 동기검출부에서 출력되는 수직동기신호(V')와 디지탈 R,G,B 신호를 입력받아 새로운 수직동기신호(N_V), VBPD, VBP를 생성하는 수직화면제어기와,

   상기 수평화면제어기에서 출력되는 HBP신호와 수직화면제어기에서 출력되는 VBP 신호를 입력받아 데이터 리드 제어신호를 발생하는 제어신호발생기와,

   상기 제어신호발생기에서 출력되는 제어신호와 수평/수직화면제어기에서 출력된 데이터를 입력받아 수평/수직화면제어기를 제어하는 마이컴으로 구성됨을 특징으로 하는 LCD 모니터의 화면 자동 제어장치.
3. 화면자동제어기에 입력되는 아날로그/디지탈 R,G,B 신호중 1수평(H) 주기의 토탈 픽셀수(HP)와, 1수직(V) 주기의 토탈라인수(VL)와, 규격신호의 수평 백포치(HB)값과, 규격신호의 수직 백포치(VB)값에 따라 화면 자동 제어 여부를 판단하는 제 1단계;

   상기 제 1단계의 판단결과에 따라 수평/수직 제어신호를 출력하는 제 2단계;

   상기 수평/수직 제어신호를 화면자동제어기에서 입력받아 수평/수직 화면을 제어하는 제 3단계로 이루어짐을 특징으로 하는 LCD 모니터의 화면 자동 제어방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 3단계의 수평화면 제어단계는 수평동기신호(HDR)가 하이(High)인지를 판단하는 단계;

   상기 수평동기신호(HDR)가 하이(High)이면 HBPD 데이터를 읽는 단계;

   상기 설정된 수평 백포치(HB)값과 HBPD의 차(X)를 산출하는 단계;

   상기 산출된 X값이 0 이상인지 판단하는 단계;

   상기 판단된 결과값에 따라 0 이하이면 전체픽셀수(HP)를 가산하고, 0 이상이면 X값 그대로 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 LCD 모니터의 화면자동제어방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제 3단계의 수직화면 제어단계는 수직동기신호(VDR)가 하이(High)인지 를판단하는 단계;

   상기 수직동기신호(VDR)가 하이(High)이면 VBPD 데이터를 읽는 단계;

   상기 설정된 수직 백포치(VB)값과 VBPD의 차(Y)를 산출하는 단계;

   상기 산출된 Y값이 0 이상인지 판단하는 단계;

   상기 판단된 결과값에 따라 0 이하이면 전체 라인수(VL)를 가산하고, 0이상이면 Y값 그대로 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 LCD 모니터의 화면 자동 제어방법.