KR100511061B1 - 영상표시 제어장치 - Google Patents

Abstract

회로 규모를 증가시키지 않고, 관찰자에게 시각적인 위화감을 주지 않는 ABL를 구비한 영상 표시장치를 제공하기 위해 영상 표시 패널, 휘도 평균 유닛, 화면 전환 검출 유닛, 휘도 억제유닛을 포함한 검출 유닛은, 평균 휘도의 프레임 차이 또는 2차 미분치에 의거하여 화면 전환의 유무를 판정한다. 화면 전환이 있을 때는 표시 휘도를 신속하게 변화하게 하고, 화면 전환이 없으면 서서히 변화하게 한다.

Description

영상표시 제어장치{IMAGE DISPLAY CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 영상 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ABL(자동휘도 제한회로)을 가지는 영상표시 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

몇몇 영상 표시장치는 표시 휘도를 제한하기 위한 ABL(자동휘도 제한 회로)을 포함한다. 일반적으로, ABL은 소비전력 억제 등의 목적을 위하여 화면의 평균 표시휘도가 과도하게 증가되지 않도록 억제하고, 제어한다. 상기 제어의 응답 속도는 소비전력 억제 등의 관점에서는 높은 것이 바람직하다. 그러나, 상기 평균휘도가 동일 화면의 프레임(필드)간에 변화하는 경우, 상당히 높은 속도로 인해 화면의 표시휘도가 불안정하게 된다. 일반적으로는 주어진 시정수를 가지고 응답을 늦추어 표시 휘도를 제어하고 있다.

그러나, 이와 같이 응답을 늦추면, 예를 들면, 화면전환 시의 짧은 기간 내에 영상휘도가 크게 변화하는 경우, 상기 영상휘도가 변화한 후에, 제어를 지연하여 수행한다. 상기 영상휘도가 크게 변화하는 경우, 즉시 제어되지 않는다. 상기 영상휘도는 지연하여 점차적으로 변화한다. 이러한 휘도의 변화는, 영상의 관찰자에게 시각적인 위화감을 준다.

이 문제를 해결하기 위해서, 본 출원인은, 일본국 공개특허 2000-250463호 공보에 개시된 바와 같은 영상표시 제어장치를 제안하였다. 상기 공보에는, 영상신호의 변화에 응답하여 표시휘도를 제어함으로써 소비 전력의 증대나 표시면의 발열을 억제할 수 있는 동시에, 제어에 의한 시각적인 위화감을 일으키지 않는 영상 표시장치를 위한 제어장치 및 방법이 개시되어 있다.

상기 공보에는, 프레임 상관도를 검출하기 위하여, 표시 영역을 분할함으로써 형성된 블록마다의 색차 신호의 프레임간 차이의 절대치의 합계를 산출해야 되고, 회로의 규모가 크게 되는 결과를 초래하였다.

본 발명은, 상기 종래의 결점을 극복하기 위하여 이루어졌으며, 본 발명의 목적은 영상 신호의 변화에 응답하여 표시휘도를 제어함으로써 소비전력의 증대나 표시면의 발열을 억제할 수 있는 동시에, 제어에 의한 시각적인 위화감을 일으키지 않고, 회로 규모의 증대를 억제한 영상 표시장치를 위한 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 영상표시 제어장치로서, 표시 영상의 평균 휘도에 대응하는 휘도 정보를 얻기 위한 휘도 정보수단과; 상기 휘도 정보의 변화량에 의거하여 화면 전환을 검출하는 수단과; 표시 휘도를 억제하기 위한 휘도 억제수단을 포함하는 영상표시 제어장치에 있어서, 상기 휘도 억제수단은, 상기 휘도 정보 및 상기 화면전환의 검출에 응답하여 상기 표시 휘도를 억제하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 다음의 실시예에서 다룬다, 화면 전환이 검출되지 않은 경우, 상기 휘도 억제수단은, 표시휘도를 서서히 변화하도록 제어하고, 화면전환이 검출되는 경우, 화면전환이 검출되지 않은 경우 보다 표시휘도를 신속하게 변화하도록 제어한다.

화면전환이 검출되지 않는 경우, 상기 휘도 억제수단은, 시간의 함수로서 상기 표시 휘도를 선형적으로 변화하게 한다.

상기 검출수단은, 주목하는 프레임의 평균휘도와 그 직전의 프레임의 평균 휘도와의 차이에 의거하여 화면전환을 검출한다.

상기 검출수단은, 상기 평균 휘도의 2차 미분치에 의거하여 화면전환을 검출한다.

상기 검출수단은, 입력 영상 신호의 성분 신호마다 상기 평균 휘도의 변화량을 판정한다.

상기 휘도 정보수단은, 표시수단의 표시영역을 분할함으로써 얻은 복수의 영역마다 평균 휘도를 검출하고, 상기 검출수단은, 상기 각 복수의 영역의 상기 평균휘도에 의거하여 복수 영역마다 화면전환을 검출하고, 상기 복수 영역에 대해서 화면전환을 결합하고 표시영역 전체에 대해 화면전환을 검출한다.

상기 검출수단은, 표시모드에 의거하여 상기 복수의 영역마다 화면전환 정보의 선택 여부를 결정한다.

본 발명에 의한 장치에 구동되는 표시수단은, 열 배선 및 행 배선을 통하여 매트릭스로 배치된 복수의 전자방출소자를 포함하고, 상기 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔을 형광체에 조사시킴으로써 영상을 표시하는 표시수단을 포함한다.

상기 휘도 억제수단은, 영상 신호의 휘도성분을 변화시킴으로써 휘도를 억제한다.

상기 휘도 억제수단은, 상기 전자방출소자의 구동전압을 변경함으로써 휘도를 억제한다.

상기 휘도 억제수단은, 상기 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 가속하는 가속전압을 변경함으로써 휘도를 억제한다.

상기 휘도 정보수단은, 상기 표시영상의 상기 평균 휘도를 얻는다.

상기 휘도 정보수단은, 상기 전자방출소자에 의해 방출된 방출전류를 검출함으로써 상기 표시영상의 상기 평균 휘도에 대응하는 상기 휘도정보를 얻는다.

상기 전자방출소자는, 표면도전형 전자방출소자이다.

본 발명에 의한 영상표시 제어방법은 영상의 평균 휘도에 대응하는 휘도 정보로부터 화면전환을 검출하는 공정과; 상기 휘도 정보 및 상기 화면전환 검출에 응답하여 목표치를 초과한 표시 휘도를 억제하는 공정을 포함한다.

화면 전환이 검출되지 않는 경우에는, 상기 표시 휘도를 서서히 변화하도록 제어하고, 화면 전환이 검출되는 경우, 화면 전환이 검출되지 않는 경우 보다 신속하게 변화하도록 제어한다.

본 발명의 한 측면에 의하면, 입력 영상신호에 응답하여 표시장치에 프레임 또는 필드의 영상을 표시하는 영상표시 제어장치로서,

입력영상신호에 대한 표시영상신호의 비율인 한계계수에 의해 입력영상신호를 변환하여, 상기 표시장치에 인가되는 표시 영상신호를 생성할 때에, 상기 검출회로에 의해 검출된 화면절환에 응답하여 감소되는 한계계수의 시간변동의 소정의 시정수에 의해, 또한 입력영상신호에 감마처리를 행하여 얻은 화상신호에 의거하여, 표시휘도레벨을 표시장치에 특정한 휘도기준레벨로 제한하는 자동휘도제한회로와;

한 프레임 또는 필드로부터 다음의 프레임 또는 필드까지 상기 입력 영상신호의 휘도의 변화가 소정의 한계치 이상인 경우에 화면전환을 검출하기 위한 검출회로를 포함하고,

상기 자동휘도 제한회로는, 상기 화면전환 검출에 응답하여 소정의 시정수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 다음의 실시예에서 채용한다. 상기 검출회로는, 각각의 연속 프레임 또는 필드의 평균 휘도를 나타내는 평균 휘도신호를 미분함으로써 상기 화면전환을 검출한다.

한 프레임 또는 필드는, 복수의 영역으로 분할되고, 상기 검출회로는, 상기 복수의 영역마다 상기 화면전환을 점검하고 상기 복수의 영역에 대해서 모든 점검 결과를 결합하여 하나의 프레임 또는 필드에 대한 상기 화면전환을 검출한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 입력 영상신호에 응답하여 프레임 또는 필드의 영상을 표시하는 영상표시장치로서,

매트릭스로 배치된 복수의 전자방출소자 및 전자원으로부터 방출된 전자가 충돌한 형광체의 영상형성 부재를 포함하는 전자원을 구비한 표시장치와;

입력영상신호에 대한 표시영상신호의 비율인 한계계수에 의해 입력영상신호를 변환하여, 상기 표시장치에 인가되는 표시 영상신호를 생성할 때에, 상기 검출회로에 의해 검출된 화면절환에 응답하여 감소되는 한계계수의 시간변동의 소정의 시정수에 의해, 또한 입력영상신호에 감마처리를 행하여 얻은 화상신호에 의거하여, 표시휘도레벨을 표시장치에 특정한 휘도기준레벨로 제한하는 자동휘도제한회로와;

한 프레임 또는 필드로부터 다음의 프레임 또는 필드까지 상기 입력 영상신호의 휘도의 변화가 소정의 한계치 이상인 경우에 화면전환을 검출하기 위한 검출회로를 포함하고,

상기 자동휘도 제어장치는, 상기 화면전환 검출에 응답하여 소정의 시정수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에서는, 입력 영상신호의 표시영상의 평균 휘도에 대응하는 휘도 정보를 얻기 위한 휘도 정보수단과;

상기 휘도 정보의 변화량에 의거하여 영상 화면전환을 검출하기위한 검출수단과;

표시신호의 휘도를 억제하도록 상기 영상 표시장치에 입력된 표시신호를 제어하기 위한 휘도 제어수단을 포함한 영상표시 제어장치에 있어서,

상기 휘도 제어수단은, 상기 휘도 정보 및 상기 화면전환 검출에 응답하여 상기 표시신호를 제어하는 것을 특징으로 한다.

[제 1 실시예]

도 1은 제 1 실시예에 의한 영상 표시장치의 구성을 나타낸다. 본 실시예에서, 도 1의 표시패널(1)은 기판 위에 다수의 전자원 예를 들면, 냉음극 소자를 배치함으로써 구성된 다중 전자원과 전자의 조사에 의해 대향하여 배치된 영상을 형성하기 위한 영상형성부재로 이루어진 표시패널이다. 전자 방출 소자가 행방향배선 전극과 열방향 배선 전극에 의해 단순 매트릭스 형상으로 배선된다. 열/행 전극 바이어스에 의해 선택된 소자로부터 방출되는 전자를 고압 전압에 의해 가속해 형광체에 충돌시키고 이에 의해 발광을 얻고 있다. 패널의 구성과 제조법에 대해서는, 상술한 일본국공개특허 2000-250463호 공보에 상세하게 개시되고 있다.

A/D컨버터(3)는 입력된 영상신호를 디지털신호로 변환한다. 프레임메모리(4)는 1 프레임 분의 영상 신호를 기억한다. 신호 처리유닛(7)은 영상신호에 대해서 휘도/색도 조정, 감마처리, 윤곽 강조처리, 문자 정보 합성등의 처리를 행한다.

PWM 펄스 제어유닛(8)은 표시신호를 표시패널(1)에 일치하는 구동신호로 변환한다. Vf제어유닛(10)은 표시패널(1)에 배치된 소자를 구동하는 전압을 제어한다. 열 배선 스위치부(11)는 트랜지스터등의 스위치 수단에 의해 형성되고, 수평 1 주기(행 선택 기간)마다 PWM 펄스 제어유닛(8)으로부터 출력되는 PWM 펄스기간 동안만 Vf제어유닛(10)으로부터 패널 열 전극까지의 구동출력을 인가한다. 행 선택 제어유닛(12)은 표시패널(1)상의 소자를 구동하는 행 선택펄스를 발생한다. 행 배선 스위치부(13)는 트랜지스터 등의 스위치 수단에 의해 형성되고, 행 선택 제어유닛(12)으로부터 출력되는 행 선택 펄스에 대응하여 Vf제어유닛(10)으로부터 구동출력을 표시패널(1)에 출력한다. 고압 발생유닛(14)은 표시패널(1)에 배치된 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 형광체에 충돌시키기 위해서 가속하는 가속전압을 발생한다.

타이밍 제어유닛(18)은 블록의 동작을 위한 각종 타이밍 신호를 출력한다. 시스템 제어유닛(21)은 블록의 동작의 제어를 실시한다. 평균휘도 검출유닛(33)은 프레임의 평균휘도(S6)를 계산한다. ABL 계산유닛(34)은 평균 휘도(S6)에 의거하여 ABL의 휘도 억제 계수(S9)를 계산하고, 본 발명의 청구항에 서술된 검출수단에 대응한다. 제 1 실시예에 따른 청구항에 서술된 휘도 억제수단은 상기 시스템제어유닛 및 신호처리유닛에 의해 실시된다는 것에 유의해야한다.

신호(S1)는 입력 영상신호이다. 신호(S2)는 디지털화된 영상신호이다. 신호(S3)는 프레임 메모리에 기록된 영상신호이다. 신호(S4)는 프레임 메모리로부터 판독된 영상신호이다. 신호(S6)는 평균 휘도 검출유닛에 의해 계산된 프레임의 평균 휘도이다. 신호(S9)는 ABL 계산유닛(34)에 의해 계산된 ABL의 휘도 억제계수이다. 신호(S10)는 신호 처리유닛에 의해 처리된 표시 신호이다.

통상의 영상표시 동작에서는, 입력된 영상신호(S1)는 A/D 변환부(3)에 의해 필요한 계조수로 디지털화 되어 디지털 영상신호(S2)로 변환된다. 상기 디지털화 된 영상신호(S3)는 일시적으로 상기 프레임메모리(4)에 저장되고, 다음에 신호 처리유닛(7)에 전송한다. 신호 처리유닛(7)에 의해 영상신호의 휘도/색도 조정, 감마 처리, 윤곽 강조 처리, 문자 정보 합성 등이 행해진 표시신호(S10)는, PWM 펄스제어유닛(8)에서 수평 1 주기(행 선택 기간) 마다 직렬/병렬 변환된다. 그 결과 신호는 각 열 마다 PWM 변조된다. 상기 PWM 변조된 펄스는 열 구동 출력 SW부(11)에 출력된다.

상기 표시패널(1)의 행은, 수직유효 표시기간의 개시와 동기하는 개시 펄스를 행 선택기간마다 순차적으로 이동하여 얻은 신호에 의거하여 행 구동 출력 SW부(13)에 선택펄스를 출력함으로써 선택된다.

도 2는, 데이터의 흐름과 대응하는 처리 공정을 나타내는 데이터 흐름도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하면서 처리의 설명을 실시한다.

입력 영상신호(S1)는 A/D변환부(3)에 의해 디지털화 되어 디지털 영상 신호(S2)로 변환된다. 상기 디지털 영상신호(S2)는 프레임메모리(4)에 기록(S3)된다. 동시에, 평균휘도 검출유닛(33)에 의해 프레임의 평균 휘도 (S6)가 산출된다.

평균휘도(S6)는, ABL 계산유닛(34)에 입력되고, 표시패널(1)의 발광 휘도를 영상의 평균 휘도에 따라서 조절하기 위한 휘도 억제계수(S9)가 계산된다. 이 계수는 소정의 기준레벨에서의 영상의 평균휘도가 높기 때문에 표시패널(1)의 발광휘도가 감소되는 관계를 가지도록 계산된다.

영상휘도의 급격한 변화에 의한 시각적인 영향을 경감하기 위하여, 휘도 억제계수는 주어진 시정수를 가지고 서서히 변화시킨다. 상기 시정수는, 영상화면의 전환유무에 따라서 변화된다. 영상화면이 완전히 전환되었을 경우에는, 상기 휘도 억제계수를 신속하게 변화하도록 시정수를 작게 설정한다. 동일한 영상화면이 연속하고 있는 경우에는, 상기 휘도억제계수를 서서히 변화하도록 시정수를 크게 설정한다.

ABL 휘도 억제 계수(S9)는 시스템 제어유닛(21)에 전송되고 신호 처리유닛 (7)의 휘도승수로서 설정된다. 신호 처리유닛(7)은 상기 휘도승수에 따라서 프레임 메모리로부터 판독된 영상신호(S4)에 연산처리를 행하여, 표시신호 (S10)를 생성한다.

상기 표시신호(S10)는 PWM 펄스 제어유닛(8)에 의해 표시패널(1)을 구동하는 구동신호로 변환된다. 상기 구동신호는 영상을 표시하도록 표시패널(1)을 구동한다.

상기 표시패널(1)의 발광휘도의 억제계수를 결정하는 방법의 예를 설명한다.

도 3은 ABL 계산유닛(34)의 계산처리를 나타내는 흐름도이다. 이 처리는 타이밍 제어유닛(18)으로부터 공급되는 수직 동기 신호에 의해 기동되고, 수직 귀선(歸線) 시간 내에 종료한다.

도 3의 스텝 S101에서 평균휘도 검출유닛(33)에 의해 산출되는 입력 영상의 평균휘도(S6)를 입력한다. 스텝 S102에서는, 선행의 프레임과 현행의 프레임 간의 차이를 계산한다. 현행의 프레임의 평균 휘도를 B(t), 선행의 프레임의 평균휘도를 B(t-1)로 하면, 현행의 프레임의 평균휘도의 차이 ΔB(t)는,

ΔB(t) = B(t-1) - B(t) ........( 1 )

의 식으로 주어진다.

도 4(a)는, 한 프레임(필드)의 평균휘도(S6)의 변화의 예를 나타내는 그래프이다. 점선은 상기 표시 평균 휘도의 상한 목표이며 미리 설정된 휘도 기준치를 표시한다. 도 4(b)는, 도 4(a)의 예로부터, 식 1을 이용하여 얻은 평균휘도(S6)의 차이의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3의 스텝 S103에서는, 상기 휘도 억제계수의 표준치를 계산한다. 휘도 기준치를 Bm으로 하면, 현행의 프레임의 휘도 억제계수의 표준치 K (t)는,

K(t) = Bm / B(t) ( B(t) > Bm 인 경우), K(t) = 1 ( B(t) ≤ Bm 인 경우)... ( 2 )

의 식으로 주어진다. 도 3의 스텝 S104에서는, 화면전환이 발생하였는지의 여부를 체크한다. 이 판정에서는, 스텝 S102에서 산출된 평균휘도의 차이를 이용한다. 평균휘도의 차이의 절대치가, 미리 설정된 한계치 이상인 경우에는, 화면전환이 있었다고 판정하여, 스텝 S105로 분기하고; 한계치 미만 경우에는, 화면전환이 없었다고 판정하여, 스텝 S106으로 이동한다.

도 4(b)에 도시한 점선은, 화면전환 판정을 하기 위한 한계치를 나타내며, 절대치에 의해 화면전환을 판정하기 때문에 두 개의 선이 도시되어 있다. 도 4(b)에서, 화살표로 표시한 3개소에서 화면전환이 발생하였다고 판정된다.

화면전환이 있었을 경우에는, 스텝 S105에서 시스템 제어유닛(21)에 대해 실제로 출력하는 휘도 억제계수를 산출한다. 영상화면의 전환에서는, 상기 휘도 억제계수를 신속하게 변화시키도록 시정수를 적게 설정한다. 예를 들면, 식(3)으로 나타낸 바와 같이, 스텝 S103에서 산출한 휘도 억제계수의 표준치 K(t)를 그대로 현행의 프레임의 휘도 억제계수 K'(t)로 이용한다.

K'(t) = K(t)...........( 3 )

또한, 식 4에 나타낸 바와 같이, 화면전환시의 게인 G(0≤G≤1)는

K'(t) = (K(t) - K'(t-1)) * G + K'(t-1).......( 4 )

에 의해 산출하여 결정되고, 여기서 K'(t-1)가 선행의 프레임에 대해 산출된 휘도 억제계수이다.

도 4(c)는 도 4(c)에 대응하는 휘도 억제 계수의 그래프를 나타낸다. 실선은 휘도 억제계수의 표준치이고, 굵은 점선은 실제 출력되는 휘도 억제 계수이다.

스텝 S104에서 화면전환이 발생하지 않았다고 판정되었을 경우는, 스텝 S106 에서 시스템 제어유닛(21)에 대해서 실제 출력되는 휘도 억제계수를 산출한다. 연속한 영상화면(동일화면)에서는, 상기 휘도의 변화량을 억제하도록 상기 시정수를 크게 설정한다. 보다 구체적으로는, 식 5에 나타낸 바와 같이, 휘도 억제계수의 최소스텝(Ks)을 변화시켜서 상기 휘도 억제계수를 점차적으로 표준치를 따르게 할 수 있다.

K'(t) = K'(t-1) + Ks (K(t) > K'(t-1))

K'(t) = K'(t-1) - Ks (K(t) ≤ K'(t-1)).........( 5 )

연속화면의 게인 g( 0≤g≤1)를 결정하여,

K'(t) = (K(t) - K'(t-1)) * g + K'(t-1).........( 6 )

로 산출한다. 이 때, g는 화면전환을 위한 게인 G 보다도 작은 값이다.

스텝 S107에서 분기는 합류하고, 시스템 제어유닛(21)에 대해서, 휘도 억제계수(S9)를 출력한다.

도 4(d)는, 표시패널(1)에 표시된 평균휘도의 결과의 그래프를 나타낸다. 연속화면 내에서 급격하게 휘도가 상승하는 부분에서는, 휘도 기준치를 초과한다. 나머지 부분에서는, 상기 휘도를 휘도 기준치 이하로 제어할 수 있다.

이와같은 방식으로, 휘도 억제 계수를 산출하여 시스템 제어유닛(21)에 의해 표시 휘도를 설정한다, 평균휘도(S6)가 크면, 휘도 억제계수(S9)는 작아지고; 평균휘도(S6)가 작으면, 휘도 억제계수(S9)는 크게 된다. 그 결과, ABL에 의해 상기 휘도는 소정의 값으로 억제된다.

주목 프레임과 그 직전의 프레임의 평균휘도(S6)의 변화량이 작은 경우에는, 휘도 억제계수의 변화도 작아지도록 제어되고, 상기 ABL을 작게 함으로써 휘도의 변화도 억제된다. 반대로, 주목 프레임과 그 직전의 프레임의 평균휘도(S6)의 변화량이 큰 경우에는, 휘도 억제계수가 신속하게 제어되므로, 상기 ABL에 의해 신속한 휘도 수렴이 가능해진다.

제 1 실시예는 표면도전형 방출소자를 이용한 표시장치에 대해 설명한다. 그러나, CRT, LCD, PDP, 전계발광 등, 표시패널 그 자체의 구조에는 관계없이 실시할 수 있다.

[제 2 실시예]

제 1 실시예에서는, 평균휘도(S6)에 대하여 현행의 프레임과 선행의 프레임의 차이(ΔB(t))에 의거하여, 화면전환이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 제 2 실시예에서는, 평균휘도(S6)의 2차 미분치에 의거하여, 화면전환이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 평균휘도의 2차 미분의 절대치가 미리 설정한 한계치 이상인 경우에는, 화면전환이 발생하였다고 판정한다. 상기 절대치가 상기 한계치 미만인 경우에는, 화면전환이 일어나지 않았다고 판정한다. 나머지의 처리는, 제 1 실시예와 마찬가지이고, 또한, 제 1 실시예의 차이를 상기 2차 미분으로 대치한 것을 제외하고는 제 2실시예에 도 3의 흐름도도 적용한다.

도 4 (e)는 도 4(a)에 대응하는 평균 휘도의 2차 미분치의 그래프를 나타낸다. 점선은 화면전환 판정을 위한 한계치를 나타내며, 절대치로 판정하기 때문에 2개의 선이 도시되어 있다. 도 4(e)에서, 화면전환은 화살표로 도시한 5개소에서 발생하였다고 판정되는 것이다.

2차 미분치는, 평균휘도가 순조롭게 변할 경우에는 피크는 나오지 않지만, 상기 평균휘도가 정지화면이 완전히 전환되는 것 같은 변화를 하는경우에(상기 평균휘도가 수 프레임 동안 주어진 값으로 유지하고, 다음에 갑자기 다른 값으로 바뀌어 수 프레임 동안 그 값을 유지하는 경우에), 정과 부의 피크가 나온다.

이 때문에, 절대치에 의해 상기 평균휘도를 평가하는 대신에, 정의 피크 또는 부의 피크를 검출한다.

[제 3 실시예]

제 1 및 제 2 실시예에서, 평균휘도 검출유닛(33)으로 평균휘도(S6)를 산출할 경우에는, 3 원색의 원색 신호(R, G, B)의 각 색에 대해 독립적으로 평균휘도 신호 (S6r, S6g, S6b)를 계산해도 된다. ABL 계산유닛은, 각 색의 평균휘도 신호(S6r, S6g, S6b) 각각에 대해서 차이나 2차 미분치를 계산한다. 어느 하나의 색이 화면전환 판정하기 위한 한계치를 초과하는 경우에도, 화면전환이 발생한 것으로 판정한다.

입력 신호가 휘도신호(Y), 색차신호( Cb, Cr 등)로 이루어졌을 경우에는, 그들의 성분신호에 대하여 독립적으로 평균 휘도신호(Sy, Scb, Scr)를 산출한다.

이에 의해, 전체의 휘도는 변함없이 색만이 변경되는 경우에도, 화면전환의 검출이 가능해진다.

[제 4 실시예]

제 4 실시예에서는, 표시장치(1)의 표시영역이 복수의 영역으로 분할되고, 각 영역마다 평균휘도를 산출한다. 각 영역마다 화면전환 검출을 행하고, 그 결과는 상기 전체 표시영역에 대해서 화면전환을 검출하도록 광범위하게 결정된다.

도 5a는 다중창모드에서 표시영역의 배치의 예를 도시한다. 이 예에서는, 영역(1)은 텔레비전 방송에 대응하는 영역이고, 영역(2)은 데이터 방송, 영역(3)은 게임 창에 대응한다. 평균휘도 검출유닛(33)은 타이밍 제어유닛(18)으로부터 출력된 타이밍신호에 의거하여 각 영역마다 평균휘도를 검출하고, ABL계산유닛(34)으로 상기 평균휘도를 보낸다. 상기 ABL계산유닛(34)은 상기 서술된 방법에 의해 각 영역마다 화면전환검출을 수행한다. 화면전환이 두 개 이상의 영역에서 판정되는 경우에는, 상기 화면전환은 전체 표시영역에서 발생되었다고 판정되고, 상기 ABL계산유닛(34)은 제 1 실시예에서 상세하게 서술된 ABL처리를 수행한다.

도 5b는 영화모드의 표시영역의 배치를 도시한다. 부제가 표시되는 화면의 하부를 영역(2)으로 확보한다. 이 모드에서는, 영역(1)의 화면전환검출이 전체적인 화면전환 검출이 되고, 영역(2)의 화면전환은 무시된다. 이렇게 설정함으로써 부제전환이 화면전환으로 오인되지 않는다.

일반모드에서도, 텔롭(telop)이 삽입되거나 온-스크린 디스플레이(On-Screen Display: OSD)가 자주 표시되는 영역은 화면전환검출을 위하여 평균휘도가 사용되지 않도록 설정 할 수 있다.

이렇게 함으로써 주목하는 영역의 화면이 변경되지 않는 경우에도 또 다른 영역의 화면전환에 의해 휘도 억제계수를 크게 변경해야 하는 시각적인 혼란을 방지할 수 있다.

[제 5 실시예]

도 6은 본 실시예에 의한 영상 표시장치의 구성을 나타낸다. 도 6에서는, 도 1과 마찬가지의 동일한 참조번호로 동일한 부품을 나타내고, 그 설명을 생략한다.

제 1 실시예서는, 입력신호(S1)를 A/D변환부(3)에서 디지털화 한 직후에 디지털 영상신호(S2)로부터 평균휘도(S6)를 산출한다. 본 실시예에서는, 신호 처리유닛(7)에 의해 휘도/색도 조정이나 감마처리, 윤곽 강조처리, 문자정보 합성 등을 행한 표시신호(S10)로부터 평균휘도를 계산하고, ABL 계산유닛(34)에 입력한다.

제 5 실시예에서는, 피드백형 제어를 채택하여, 휘도 억제계수의 표준치 K(t)의 계산식은, B(t)는 신호 처리유닛(7)이 출력한 표시신호(S10)의 프레임 평균치이고, MIN(a, b)가, a 와 b중에서 작은 쪽의 값을 반환하는 함수인 경우에,

K(t) = MIN( Bm * K'(t-1) / B(t), 1).........( 7 )

로 주어진다.

나머지 구성은, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 같다.

표시 영상신호에 대해 선형 발광특성을 가진 소자에서는, 입력 영상 신호에 대해, 신호 처리유닛(7)내에서 CRT의 γ특성에 대한 역 γ변환을 실시하는 것이 필수적이다. 상기 역 γ변환에 의해, 실제 표시패널에 공급되는 표시신호의 평균 휘도레벨은, 입력 영상신호의 평균 휘도레벨 보다 많이 저하된다. 입력 영상신호의 평균 휘도레벨로부터 역 γ변환 후에 평균 휘도레벨을 계산하면 오차가 증가된다. 제 5 실시예에서는, 역 γ변환처리 후에 평균휘도를 계산하여, 정확한 제어를 실현할 수 있다.

상기 소자의 표시영역에 대한 온-스크린 디스플레이(On-Screen Display: OSD)의 표시면적의 비율이, ABL을 무시할 수 없을 정도로 증가된다. 그러나, 제 5 실시예에서는, 온-스크린 디스플레이도 고려한 실제의 표시신호로부터 평균휘도를 계산하여, 정확한 제어를 달성 할 수 있다.

[제 6 실시예]

영상 표시장치의 특성에 따라서는, 표시화면의 평균휘도가 높은 경우는 소비 전력이 크게 되어 고압 발생유닛(14)에 부하가 걸린다. 상기 ABL 의 응답속도를 신속하게 하고 싶지만, 휘도가 낮은 때에는 응답 속도가 빠를 필요가 없다. 이러한 경우에는, 높은 휘도 억제계수와 낮은 휘도 억제계수 사이에 시정수를 다른 값으로 설정하며, 이것은 상술한 실시예의 구성으로 실현할 수 있다.

제 6 실시예에서는, 식(4) 및 식(6)의 게인 G 및 g를, 상황에 따라서 바꾼다. 휘도 억제계수를 높게 할 때의 게인을 Gu 및 gu 로 하고, 휘도 억제 계수를 내릴 때의 게인을 Gd 및 gd 로 한다. 식(2) 또는 식(7)으로 계산되는 현행의 프레임의 휘도 억제계수의 표준치 K(t)와, 선행의 프레임으로 출력한 휘도 억제계수 K'(t-1)와의 관계에 따라서 식(8)을 적용한다.

G = Gu, g = gu ( K(t) > K'(t-1))

G = Gd, g = gd (K(t) ≤ K'(t-1)).............( 8 )

식 (8)에 의거하여, 식(4) 및 식(6)을 이용하여 현행의 프레임 휘도 억제계수 K'(t)를 계산하고, 시스템 제어유닛(21)에 출력한다.

[제 7 실시예]

이상의 실시예에서는, 상기 표시패널의 상기 발광휘도를 제어하는 수단으로서, 영상신호의 휘도성분을 변화시킨다. 상기 발광휘도의 제어 수단으로서, 다른 방법을 이용할 수도 있다.

제 7 실시예에서는, Vf제어유닛(10)으로부터 출력되고, 표시패널(1)위에 전자방출소자를 구동하는 전압을 제어해 발광휘도를 제어한다. 도 7은 제 7 실시예에 의한 표시장치의 구성을 나타낸다. 시스템 제어유닛(21)은, 휘도 억제계수(S9)를 Vf제어유닛(10)에 대해서 설정한다. 상기 Vf제어유닛(10)은, 전자방출소자를 구동하는 전압의 조정치로서, 휘도 억제계수(S9)를 사용하여, 표시패널(1)을 구동하는 전압을 출력한다. 소자전압의 인가 시간이 일정한 경우에는, 도 8에 도시한 바와 같이, 소자전압(Vf)에 따라서 화면의 휘도는 변화한다. 식(3) 내지 식(7)으로 계산한 휘도 억제계수 K'(t)를 이용하여 구동전압 Vf(t)를 결정한다.

상기 결정 방법으로서, 예를 들면 테이블을 참조하는 방법 또는, 방정식을 이용하여 구동전압을 계산하는 방법 등이다. 도 8에서, 규격화한 휘도 기준치는

으로 주어진다.

그 다음에, 이용되는 구동전압은 Vf0 내지 Vf1의 범위내로 저하된다. 이 범위를 선형적으로 근사하면 Vf(t)는.

로 계산된다.

또한, 도 8에서의 상기 전압 범위는 선형적으로 근사하여도 되고, 꺾은선(polygonal line) 또는 보다 고차 방정식으로 근사하여도 된다.

이러한 제어에 의해, 선택되는 행에 인가하는 전압을 변경함으로써 휘도를 제어할 수 있기 때문에, 각 화소마다 상기 휘도를 조정할 필요가 없고, 이에 의해, 제어의 간단화를 도모할 수 있다.

제 7 실시예에서는, 상기 시스템제어유닛 및 Vf제어유닛에 의해 상기 휘도 억제수단을 실시한다.

[제 8 실시예]

발광휘도의 제어수단으로서 고압 발생유닛(14)으로부터 출력되고, 표시 패널(1)상의 전자 방출 소자에 의해 방출된 전자를 가속하는 전압을 제어하는 것이 동일한 구성에 의해 실행될 수 있다. 도 9에는 제 8 실시예의 구성을 나타낸다.

시스템 제어유닛 (21)은, 휘도 억제계수(S9)를 고압 발생유닛(14)에 대해서 설정한다. 고압 발생유닛(14)은, 휘도 억제계수(S9)를 전자를 가속하는 가속 전압의 조정치로서 사용하고, 가속 전압을 출력한다. 형광체에 인가되는 에너지는 전자의 가속 전압에 의해 제어되고, 발광 휘도는 형광체에 인가되는 에너지에 의해 결정된다. 소자 전압의 인가 시간이 일정한 경우에, 도 10에 도시한 바와 같이, 가속 전압 (Va)에 좌우되어 화면의 휘도는 변화한다. 제 7 실시예에서의 구동 전압 Vf에 대해서 설명한 바와 같이, 휘도 억제 계수 K'(t)를 이용해 가속 전압 Va(t)를 결정할 수가 있다.

이 방법은, 방출 전자를 가속하는 CRT를 이용한 표시장치에 대해서 도 적용할 수 있다.

제 8 실시예에서는, 상기 시스템제어유닛(21) 및 고전압 발생유닛(14)에 의해 상기 휘도 억제수단을 실시한다.

[제 9 실시예]

평균휘도(S6)의 검출 대신에, 고압 발생유닛(14)으로부터 공급되는 전자 방출소자의 방출전류의 평균치(S6')를 검출해도 된다. 도 11은 이 경우의 구성을 나타낸다. 고압 발생유닛(14)는 표시패널(1)에 공급되는 평균 전류를 검출하는 방출전류 검출유닛과 일체화하고 평균 방출 전류(S6')를 ABL 계산유닛(34)에 대해서 출력한다. 이 구성은 피드백 계이기 때문에, 평균 휘도 검출유닛(33) 이외의 구성 및 계산식은 제 4 실시예의 구성과 마찬가지이고, 평균휘도(S6)를 평균 방출전류(S6')로 치환함으로써 실현할 수 있다.

제 9 실시예에 의하면, 표시패널(1)에서 실제 방출되고 있는 전류로부터 휘도를 측정한다. 본 실시예는 효과적으로 어떠한 표시전력 및 발열의 증가도 억제하는 목적을 달성할 수 있다.

제 9 실시예에서는, 상기 고압발생유닛(14)의 상기 방출전류 검출유닛에 의해 상기 휘도 정보수단을 실시한다.

상기 실시예에서는, 매트릭스 위에 배치된 복수의 전자방출 소자에 의해 방출되는 전자빔을 형광체에 조사 시켜서 영상을 형성하는, 평면 발광형의 영상 표시장치에 본 발명을 적용한다. CRT, LCD, PDP 등, 다른 방식의 영상 표시장치에 대해서도 제 1 실시예와 같은 방법으로 본 발명을 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 회로 규모의 확대를 수반하지 않고 , 표시면 전체의 평균휘도가 주어진 값 이상으로 증가하지 않도록, 표시하는 영상 신호에 따라서 표시 휘도를 제어함으로써 시각적으로 어떠한 위화감도 없이 소비 전력의 증대나 표시면의 발열을 억제할 수 있다.

도 1은 제 1 실시예의 구성을 도시한 블럭도.

도 2는 처리 흐름을 도시한 데이터 흐름도.

도 3은 ABL 계산유닛의 처리를 설명하기 위한 흐름도.

도 4a는 평균 휘도의 변화의 일예를 도시한 그래프.

도 4b는 평균 휘도의 차이의 변화의 일예를 도시한 그래프.

도 4c는 휘도 억제계수의 일예를 도시한 그래프.

도 4d는 표시패널 위에 표시된 평균 휘도의 일예를 도시한 그래프.

도 4e는 평균 휘도의 2차 미분의 일예를 도시한 그래프.

도 5a는 제 4 실시예에 의한 다중창 모드에서 표시영역의 배치의 일예를 도시한 구성도.

도 5b는 제 4 실시예에 의한 또 다른 다중창 모드에서 표시영역의 배치의 일예를 도시한 구성도.

도 6은 제 5 실시예의 구성을 도시한 블럭도.

도 7은 제 7 실시예의 구성을 도시한 블럭도.

도 8은 구동전압에 대해 실시예로 이용한 표시 패널의 휘도의 전형적인 특성을 도시한 그래프.

도 9는 제 8 실시예의 구성을 도시한 블럭도.

도 10은 실시예에서 이용한 표시 패널의 가속전압에 대한 휘도의 전형적인 특성을 도시한 그래프.

도 11은 제 9 실시예의 구성을 도시한 블럭도.

<간단한 도면부호에 대한 설명>

1: 표시 패널 3: A/D 변환부

4: 프레임 메모리 7: 신호 처리유닛

8: PWM 펄스 제어유닛 10: Vf 제어유닛

11: 열 배선 스위치부 12: 행선택 제어유닛

13: 행 배선 스위치부 14: 고압 발생유닛

18: 타이밍 제어유닛 21: 시스템 제어유닛

33: 평균휘도 검출유닛 34: ABL 계산유닛

Claims (27)

1. 표시영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보를 얻는 회로와,

   표시휘도를 억제하는 휘도억제회로로 이루어진 영상표시제어장치로서,

   상기 휘도정보는, 입력영상신호에 대한 휘도조정처리, 색도조정처리, 윤곽강조처리 및 문자정보합성처리 중 적어도 하나와 감마처리에 의하여 얻은 영상신호에 의거하며,

   상기 휘도억제회로는, 휘도정보에 의거하여 검출된 화면전환과 휘도정보에 응답하여 표시휘도를 억제하는 것을 특징으로 하는 영상표시제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   화면전환이 검출되지 않는 경우, 상기 휘도억제회로는 표시휘도를 서서히 변화하도록 제어하고, 화면전환이 검출되는 경우, 화면전환이 검출되지 않는 경우보다 표시휘도를 더욱 신속하게 변화하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상표시제어장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 휘도억제회로는, 화면전환이 검출되지 않는 경우, 시간의 함수로서 상기 표시휘도를 선형적으로 변화하게 하는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 화면전환은 주목하는 프레임의 평균휘도와 그 직전의 프레임의 평균휘도와의 차이에 의거하여 검출되는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 화면전환은 평균휘도의 2차 미분치에 의거하여 검출되는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
6. 제 1항에 있어서

   상기 입력영상신호의 성분 신호마다 평균휘도의 변화량을 판정하는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
7. 제 1항에 있어서,

   표시수단의 표시영역을 분할함으로써 얻은 복수의 영역마다의 평균 휘도가 검출되고, 복수의 영역마다 화면전환이 복수의 영역마다 평균휘도에 의거하여 검출되며, 표시영역 전체에 대한 화면전환은 복수의 영역에 대해서 화면전환을 결합함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
8. 삭제
9. 제 1항에 기재된 영상표시 제어장치와,

   열 배선 및 행 배선을 통하여 접속된 복수의 전자방출소자와,

   전자방출소자에 의해 방출된 전자빔에 의하여 영상을 표시하는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 휘도억제회로는 영상신호의 휘도성분을 변화시킴으로써 휘도를 억제하\는 것을 특징으로 하는 영상표시 제어장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 휘도억제회로는 전자방출소자의 구동전압을 변경함으로써 휘도를 억제하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 휘도억제회로는 전자방출소자에 의하여 방출된 전자를 가속하는 가속전압을 변경시킴으로써 휘도를 억제하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제 9항에 있어서,

    상기 전자방출소자는 표면도전형 전자방출소자인 것을 특징으로 하는 표시장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제