KR100330650B1 - 신호처리장치 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본발명은 영상신호를 샘플홀드해서 공급하는데 적당한 신호처리장치에 관한것이다.
2. 발명이 해결하려고하는 기술적과제
본발명은 간단한 구성에의해 고화질과 고신뢰성을 갖는 신호처리장치를 제공하는것을 목적으로한다.
3.발명의 해결방법의 요지
적어도 한쌍의 다른 선형신호를 각각 별개로 설정한 적어도 한쌍의 입력단자 (1),(2)로부터 소정의 시계열로 기록하고 또한 상기한 선형신호를 소정의 시계열로 하나의 출력단자(3)로부터 출력시키는 신호처리장치로서 상기한 입력단자(1),(2)로부터의 입력을 받는 적어도 한쌍의 제1의 완충수단과 이 제1의 완충수단의 출력에 연결되는 적어도 한쌍의 기억소자와 이 기억소자에 입력단자(1),(2)가 연결되고 또한 상기한 제1의 완충수단의 출력에 각각의 입력이 연결되고 또한 상기한 출력단자에 각각의 출력이 접속된 적어도 한쌍의 제2의 완충수단과 이 제1의 완충수단과 상기한 제1의 완충수단에 공급해야할 전원을 외부로부터의 제어신호에 따라 전환하는 전환수단을 구비하고 상기한 제2의 완충수단의 출력을 상기한 출력단자(3)에서 합성하는것을 특징으로하는 신호처리장치이다.
4.발명의 중요한 용도
본발명은 영상표시소자, 특히 액정표시소자에 영상신호를 샘플홀드해서 공급하는 신호처리장치에 관한것이다.

Description

신호처리장치
본발명은 영상표시소자, 특히 액정표시소자에 영상신호를 샘플홀드해서 공급하는데 적당한 신호처리장치에 관한것이다.
근년에 휴대형의 퍼스널컴퓨터나 워드프로세서를 위시하여 액정텔레비전이나 액정비디오카메라등의 영상표시장치에는 액정표시장치가 경량이기때문에 많이 사용된다.
이들 액정표시장치중 박막트랜지스터(이하「TFT」라 약칭한다)를 능동소자로서 사용한 액정표시기(이하「LCD」라약칭한다)가 유망하게되어 연구개발이 진행되고있다.
우선 이와같은 TFT방식의 패널구조에대해 설명한다.
TFT-LCD는 제4도에 나타내는바와같이 2매의 유리기판 (100)을 수㎛의 공간을 거쳐서 대향시켜 고정시키고 그 간격에 액정(101)을 봉입한구조로 되어있다.
하측의 유리기판(100b)상에는 신호선(102)와 주사선(103)이 매트릭스상으로 배치되고 그들의 교차점에는 TFT(104)와 투명한 화소전극(105)가 접속되어 있다.
이 TFT-LCD를 2매의 편광판(106a),(106b)로 끼우고 백색광을 입사시키면 투과형의 표시장치가된다.
칼라필터(107)은 R(적), G(녹), B(청)의 3원색으로 이루어지고 각 화소전극 (105)에 대응해서 배치된다.
이와같은 칼라필터의 배치를 트라이앵글형이라 부른다.
이것이외에도 모자이크형이라고 불리는 배치도있다.
트라이앵글형은 비디오표시에 적합하고 모자이크형은 캐랙터등의 데이터표시에 적당하다.
다음에 구동방법에대해 설명한다.
제5도는 TFT-LCD를 구동시키는 신호파형의 타이밍차아트이다.
동도면에 있어서 VG및 VID는 주사선(103) 및 신호선(102)의 신호이며 각각 TFT게이트, 소스에 인가된다.
주지하는바와같이 NTSC방식의 비디오신호는 인터레이스된 2개의 필드로 이루어지고 제1필드와 제2필드를 합쳐서 1프레임으로해서 1매의 그림을 구성한다.
일반적으로 TFT-LCD로 비디오표시를 하는경우에는 1필드기간(1/60 초)마다에 교류반전하는 30Hz의 영상신호를 난인터레이스 (기수행과 우수행의 화상신호를 동일행에 중첩해서 기록)방식으로 액정에 인가한다.
풀라인의 표시를 얻기위해서는 프레임메모리등을 사용해서 배속으로 주사시키든가 (IDTV 대응방식), 주사선 2개분씩 동일신호를 부여하여 필드마다에 그 조합을 변경할필요가있다.
선택기간 T1( 1수평주사기간)에있어서 TFT(104)가 ON이되면 화소전극(105)의 전위 VP는 신호선(102)의 전위 VID와동등하게된다.
선택기간 T2에서는 TFT가 OFF 되어 액정용량 (및 유지용량)에 기록된 신호는 유지되지만 TFT가 OFF 되는순간에 VP는 어떤 전위 ΔV 만큼 이동한다.
이것은 TFT의 게이트 드레인간의 기생용량 CGD와 액정용량 CLC및 유지용량 CST의사이의 용량결합에 의한것으로서 그 크기는 (1)식으로 표시된다.
여기서 ΔVG는 주사선(103)의 전위의 변화량이다.
이 이동전압은 영상신호의 극성에 관계없이 항상 화소전극 (105)의 전위 VP를 하강시키게된다.
여기서 칼라필터(107)측의 공통전극(108)측의 전위 VCOM을 신호선(102)의 중심전위 VC에대해 이 이동전위분만큼 낮게 설정한다.
이것에의해 액정(101)에 인가되는 전압은 사선부에 표시되는 영역이되고 거의 정부대칭의 파형이된다.
그러나 실제로는 액정(101)의 유전율이방성이 있기때문에 영상신호의 진폭에의해 액정용량 CLC가 변화하여 이동전압 ΔV도 변화한다.
따라서 공통전극(108)의 전위 VCOM을 최적화해도 액정(101)에 인가되는 전압을 완전히 대칭인 파형으로 할수는없다.
이것에의해 생기는 비대칭성분은 30Hz 의 광학적인 성분이되고 플리커(화면의 어른거림)로서 인식된다.
이것을 방지하기위해서는 이동전위 ΔV 를 감소시키면된다.
구체적으로는 TFT의 크기를 될수있는대로 적게해서 유지용량을 충분히 만들필요가있다.
기타의 플리커대책으로서는 영상신호의 극성을 신호선(102)의 1개마다 혹은 주사선(103)의 1개마다에 반전시켜 화면전체의 플리커를 평균화해서 잘보이지않게하는 방법도있다.
또 이 이동전압 ΔV는 신호선(102)와 화소전극(105)간의 직류전압에 상당한다.
이와같은 직류전계가 액정층에 존재하면 잔상(화상이 재빨리 움직인때 추종할수없는현상)이나 눌어붙음(고정패턴을 장시간 표시하면 화면이 변해도 본래의 패턴이 소멸되지않는 현상)등의 문제가 생김과동시에 액정의 신뢰성을 저하시킨다.
따라서 고화질과 고신뢰성을 얻기위해서는 이동전압 ΔV 를 감소시키는것이 필요하다 (이상 참고문헌은 산업도서간 「칼라액정디스플레이」이다).
이와같은 TFT-LCD의 1화소당의 회로를 제6도에 나타낸다.
신호선(102)에 TFT(103)을 구성하는 금속산화물반도체전계효과트랜지스터(이하 「MOSFET」라 약칭한다)의 드레인을 접속하고 주사선(103)에 MOSFET의 게이트를 접속하고있다.
액정(101)의 용량은 MOSFET의 소스에 접속되고 주사선(103)에의해 TFT가 ON될때마다에 신호선(102)의 전위가 공통전극(108)과의 사이에 체류하는 구조로되어있다.
상기와같은 화소 및 LCD를 사용한 텔레비전수상기의 블록약도를 제7도에 나타낸다.
동도면에 있어서 안테나(200)으로 수신한 방송전파는 튜우너, IF증폭기, 및 영상검파회로(201)에서 영상신호 SVI와음성신호 SS로변환된다.
음성신호 SS는 음성증폭기(205)를 거쳐서 스피이커(206)으로부터 음성으로서 출력된다.
한편 영상신호 SVI는 γ보상회로(202)에서 개조특성이 보정되고 영상신호 증폭기(203)을 거쳐서 샘플홀드신호 전극구동회로(207)로 보내짐과동시에 동기회로 (204)로 보내진다.
동기회로(204)에서는 수평동기신호 SH와 수직동기신호 SV가 추출되고 이들신호로부터 프레임개시신호 FS와 화소클록 CP가생성된다.
수평동기신호 SH와 프레임개시신호 FS는 주사전극구동회로(209)로 보내지고각화소에있어서의 주사선(103)을 거쳐서 TFT의 게이트단자를 구동시킨다.
한편 영상신호 SVI는 화소클록 CP와 수직동기신호 SV에 동기해서 샘플홀드신호전극구동회로(207)에서 샘플홀드되고 신호선(102)를 거쳐서 TFT의 드레인단자에 접속된다.
이와같이 영상신호 SVI를표시하는 TFT-LCD에서는 샘플홀드하는 신호처리장치가 필수가된다.
이와같은 샘플홀드신호전극구동회로(207)에서 사용되는 종래의 신호처리장치는 제9도에 나타내는 블록도로 표시된다.
동도면에 있어서 (1), (2)는 입력단자, (3)은 출력단자, (11)~(14)는 완충회로, (15), (16)은 홀드를위한 콘덴서, (17)~(20)은 스위치이다.
입력단자 (1), (2)에는 예를들면 난인터레이스로 하기위해 1필드째와 2필드째와의 영상신호 SVI가 각각 입력되어있다.
입력단자(1)로부터의 신호 A 는 완충회로(11), 스위치(17), 콘덴서(15), 스위치(18), 완충회로(13)을 거쳐서 출력단자(3)에 도달한다.
이 경로를 제1의 경로 α로한다.
입력단자(2)로부터의 신호 β는 완충회로(12), 스위치(19), 콘덴서(16), 스위치(20), 완충회로(14)를 거쳐서 출력단자(3)에 도달한다.
이경로를 제2의 경로 β로한다.
콘덴서(15)는 제1의경로 α에서 홀드동작을 담당하고 콘덴서(16)은 제2의경로 β에서 홀드동작을 담당한다.
이들 콘덴서(15), (16)으로의 샘플동작을 제어하는것은 스위치(17)~(20)이며 각각 제10도에 나타내는 화소클록 CP1~CP4에의해 제어된다.
이 화소클록 CP1~CP4이 LOW 인때 스위치 (17)~(20)이 ON 이되고 HIGH 인때 OFF 로된다.
스위치(17)과 (19)는 교대로 ON/OFF 되고있고 이것에의해 콘덴서(15)와 (16)의 접지되지않은쪽의 단자에는 각각 제10도의 G, H 와같은 파형이 나타나게된다.
이 신호 G, H 는 스위치(18)과 (20)이 교대로 ON/OFF 되므로서 완충회로 (13), (14)를 거쳐서 2개의 신호 A 와 B는 출력단자(3)에서 합성되고 제10도의 I 와같은 신호를 얻을수가있는것이다.
그러나 이상과같은 종래의 구성에서는 신호처리장치를 구성하는 완충회로나 스위치가 완전히 별개로 2조이상 필요하며 각각의 완충회로에 고유의 출력오프셋특성이 불균일하게되기때문에 플리커의 원인이 되기쉽다는 문제점이있다.
또 스위치는 별개로 제어되기때문에 마스크상의 배선의 불균일등에의해 ON/OFF 를제어하는 타이밍이 어긋나서 영상잡음의 원인이 된다고하는 문제점이있다.
다시또 2조이상의 스위치를 요하기때문에 회로규모가 크게되고 비용증가를 초래한다고하는 문제점도있다.
본발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진것으로서 간단한 구성에의해 고화질과 고신뢰성을 갖는 신호처리장치를 제공하는것을 목적으로한다.
상기한 목적을 달성하기위해 본발명의 신호처리장치는 청구항 1의 구성에 의하면 적어도 한쌍의 다른 선형신호를 각각 별개로 설정한 적어도 한쌍의 입력단자로부터 소정의 시계열로 기록하고 또한 상기한 선형신호를 소정의 시계열로 하나의 출력단자로부터 출력시키는 신호처리장치로서 상기한 입력단자로부터의 입력을 받는 적어도 한쌍의 제1의 완충수단과 이 제1의 완충수단의 출력에 연결되는 적어도 한쌍의 기억소자와 이 기억소자에 입력단자가 연결되고 또한 상기한 제1의 완충수단의 출력에 각각의 입력이 연결되고 또한 상기한 출력단자에 각각의 출력이 접속된 적어도 한쌍의 제2의 완충수단과 이 제1의 완충수단과 상기한 제1의 완충수단에 공급해야할 전원을 외부로부터의 제어신호에 따라 전환하는 전환수단을 구비하고 상기한 제2의 완충수단의 출력을 상기한 출력단자에서 합성하는것을 특징으로하는것이다.
또 청구항 2에 기재된바와같이 상기한 입력단자로부터 상기한 출력단자에 이르는 제1의 경로와 제2의 경로를 포함하고 상기한 전환수단은 입력측이 전원에 접속되고 또한 출력측은 적어도 상기한 제1의경로에 관한 상기한 제1의 완충수단의 전원단자와 상기한 제2의 경로에 관한 제2의 완충수단의 전원단자에 접속된 제1의 접점과 상기한 제2의경로에 관한 제1의 완충수단의 전원단자와 제1의 경로에관한 제2의 완충수단의 전원단자에 접속된 제2의 접점을 포함하는것이다.
청구항 1의 구성에의하면 전환수단에의해 제1의 완충수단과 제2의 완충수단의 전원이 독립적으로 ON/OFF 하게된다.
또 청구항 2의 구성에의하면 제1의 경로와 제2의 경로에 개재하는 제1의 완충수단과 제2의 완충수단의 전원을 교대로 ON/OFF 하게된다.
[실시예]
다음에 본발명의 실시예에대해 도면을 참조해서 설명한다.
제1도는 본발명의 1 실시예에 있어서의 신호처리장치의 블록도이다.
동도면에 있어서 입력단자(1), (2), 출력단자(3), 콘덴서(15), (16)은 종래예에 있어서의 그것과 동일하며 상세한 설명은 생략한다.
(4)∼(7)은 도시한바와같이 전원단자를 외부로부터 제어할수있게한 완충회로, (8)은 스위치, (9)는 공통전원이다.
입력단자(1), (2)에는 종래예와 마찬가지로 예를들면 난인터레이스로하기위해 1필드째와 2필드째의 영상신호 SVI가 각각 입력되어있다.
입력단자(1)로부터의 신호 A 는 완충회로(4)와 (6)을 거쳐서 출력단자(3)에 도달한다.
이경로를 제1의 경로 α로한다.
입력단자(2)로부터의 신호 β는 완충회로(5), 와(7)을 거쳐서 출력단자(3)에 도달한다.
이 경로를 제2의 경로 β로한다.
이상과같이 구성된 본실시예의 신호처리장치에대해 제2도에 나타낸 동실시예에 있어서의 주요부의 동작을 나타내는 타이밍차아트를 참조해서 다음에 그 동작을설명한다.
스위치(8)의 접속편은 화소클록 CP가 LOW 인때 접점 a 를 선택하고 HIGH 인때 접점 b 를선택한다.
여기서 완충회로(4)~(7)은 전원공급이 중단되면 하이임피이던스상태를 유지하는 회로구성을 하고있다.
이것에의해 화소클록 CP가 LOW 인때에는 완충회로(4),와 (7)에는 공통전원 (9)로부터 전원이 공급되어서 동작상태가되고 완충회로(5), 와 (6)은 전원이 공급되지않고 비동작상태로된다.
역으로 화소클록 CP가 HIGH 인때에는 완충회로(4)와 (7)이 비동작상태가 되고 완충회로(5)와 (6)은 동작상태로된다.
콘덴서(15)는 제1의경로 α에 있어서 홀드동작을 담당하고 콘덴서(16)은 제2의경로 β에있어서 홀드동작을 담당한다.
이들 콘덴서(15), (16)에의 샘플동작을 제어하는것은 스위치(8)이며 제2도에 나타내는 화소클록 CP에의해 제어된다.
이와같은 완충회로(4)~(7)의 시간적인 동작상태의 변화에의해 콘덴서(15)와 (16)에는 입력단자(1)과 (2)에 인가되는 제1필드와 제2필드의 영상신호 SVI에 상당하는 신호 A, B 가 각각 시계열적으로 기억되고 제2도의 N, O 와같은 파형이되어서는 완충회로(6), (7)을 거쳐서 출력단자(3)에 송신되어 합성되어서 제2도의 R 과같은 신호가 출력되어간다.
그런데 예를들면 제1의경로 α에있어서의 상술한바와같은 완충회로(4)와 (6) 및 스위치(8)의 일부는 제3도와같은 회로구성에의해 용이하게 실현될수 있다.
또한 동도면에 있어서「↓」의표시는 P채널MOSFET 를, 또「↑」의 표시는 N채널MOSFET 를 나타내고있다.
또 콘덴서 C0와 C1은 발진방지를 위한 용량이며 동작이나 특성에는 거의 영향을 주는일이없다.
동도면에 있어서 본실시예의 스위치(8)은 인버어터회로(10) 및 P채널MOSFET (T84)와 (T86)으로 구성된다.
또 완충회로의 출력형식은 MOSFET (T50)~(T55) 및 (T70)~(T75) 로구성된 소스폴로워이다.
이 회로에 있어서 MOSFET (T52)~(T55)는 제어입력버스(CNT4)에의해 제어되고 MOSFET (T72)~(T75)는 제어입력버스 (CNT6)에의해 제어되고 있다.
이들 제어입력버스 (CNT4)와 (CNT6)은 화소클록 CP에 동기하고있고 각각 MOSFET(T84)와(T86)에 연동해서 ON/OFF 되고있다.
즉 화소클록 CP가 HIGH 인때에는 MOSTET (T72)가 ON 되고 MOSFET (T86)이 OFF 로 된다.
이때 MOSFET (T52)~(T55) 도 ON 되고 MOSFET (T72)~(T75)도 OFF 되어있다.
화소클록 CP가 LOW 인때에는 개개의 동작이 역이된다.
이것에의해 제1도에 나타낸것과같은 완충회로의 하이임피이던스의 비동작 상태의 달성이 가능해진다.
또한 이상의 실시예에서는 입력신호는 한쌍으로서 설명했으나 3개 이상있어도된다.
또 완충회로(4)~(7)의 회로는 아날로그의 콤플리멘터리 MOSFET 로했으나 바이폴라라도된다.
또한 청구항 1에 기재한 제1의 완충수단은 완충회로(4)와 (5)가 대응하고 제2의 완충수단은 완충회로(6)과 (7)이 대응한다.
또 기억소자는 콘덴서(15)와 (16)이 대응하고 스위치(8)이 전환수단에 대응한다.
이상과같이 본발명의 신호처리장치는 청구항 1의 구성에의하면 제1의 완충수단과 제2의 완충수단의 전원을 전환수단에의해 ON/OFF 하므로서 동작상태와 비도작상태를 선택할수있게 구성했기때문에 종래에 필요했든 2조이상의 아날로그스위치를 생략할수있고 또 전원을 ON/OFF 하는 전환수단도 제1의 완충수단과 제2의 완충수단을 구성하는 완충회로에대해 1소자의 MOSFET 만으로 구성할수있기때문에 간단한 구성으로할수있다.
또 청구항 2의 구성에의하면 제1의 완충수단과 제2의 완충수단을 구성하는 완충회로의 전원을 절단시키기때문에 출력오프셋특성의 영향을 받는일이 없으므로 플리커의 원인을 미연에 방지할수있는외에 복수의 스위치를 ON/OFF 시키는일이 없기때문에 ON/OFF 를제어하는 타이밍의 어긋남이 생기기 어렵고 영상잡음의 원인도미연에 방지할수있다고하는 우수한 효과를 갖는것이다.
제1도는 본발명의 1실시예에 있어서의 신호처리장치의 블록도
제2도는 동실시예에 있어서의 주요부의 동작을 표시하는 타이밍차아트
제3도는 동실시예에 있어서의 완충회로의 회로도
제4도는 TFT-LCD의 구조도
제5도는 TFT-LCD를 구동시키는 신호파형의 타이밍차아트
제6도는 TFT-LCD의 1화소당의 회로도
제7도는 TFT-LCD를 사용한 텔레비전수상기의 블록약도
제8도는 동도면에 있어서의 주요부의 신호파형도
제9도는 본발명의 종래예에 있어서의 신호처리장치의 블록도
제10도는 종래예에 있어서의 주요부의 동작을 나타내는 타이밍차아트
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2. 입력단자
3. 출력단자
4~7. 완충회로
8. 스위치
9. 공통전원
15,16. 콘덴서
α. 제1의 경로
β. 제2의 경로

Claims (2)

  1. 적어도 1쌍의 다른 선형신호를 각각 별개로 설정한 적어도 1쌍의 입력단자로부터 소정의 시계열로 받아 들이고, 또한 상기 선형신호를 소정의 시계열로 하나의 출력단자로부터 출력하는 신호처리장치로서,
    상기 입력단자로부터의 입력을 받는 적어도 1쌍의 제1의 완충수단과,
    상기 제1의 완충수단의 출력에 연결되는 적어도 1쌍의 기억소자와,
    상기 기억소자에 입력단자가 연결되고, 상기 제1의 완충수단의 출력에 각각의 입력이 연결되며, 상기 출력단자에 각각의 출력이 접속된 적어도 1쌍의 제2의 완충수단과,
    상기 제1의 완충수단과 상기 제1의 완충수단에 공급해야할 전원을 외부로 부터의 제어신호에 따라 전환하는 전환수단을 구비하고,
    상기 제2의 완충수단의 출력을 상기 출력단자에서 합성하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력단자로부터 상기 출력단자에 이르는 제1의 경로와 제2의 경로를 포함하고, 상기 전환수단은 입력측이 전원에 접속되며, 또한 출력측은 적어도,
    상기 제1의 경로에 관한 상기 제1의 완충수단의 전원단자와 상기 제2의 경로에 관한 제2의 완충수단의 전원단자에 접속된 제1의 접점과,
    상기 제2의 경로에 관한 상기 제1의 완충수단의 전원단자와 상기 제1의 경로에 관한 상기 제2의 완충수단의 전원단자에 접속된 제2의 접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
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