KR100598123B1 - 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법 - Google Patents

액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법 Download PDF

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Abstract

개시된 이득 및 오프셋 설정방법은 컴퓨터 시스템에서 액정 디스플레이 장치로 입력되는 영상 신호의 안정 영역 데이터를 이용하여 영상 신호 즉, R, G 및 B의 색신호의 이득과 오프셋을 최적으로 설정하도록 하는 것이다.
본 발명은 컴퓨터 시스템으로부터 입력되는 영상 신호의 이득과 오프셋을 조정하기 위해 이득은 최소로 오프셋은 최대로 초기화하고, 블랙 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 읽어들인 영상 신호의 데이터가 초기화된 최소 데이터가 될 때까지 오프셋을 감소시켜 오프셋을 조정하며, 오프셋 조정이 완료되면 화이트 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 읽어들인 영상 신호의 데이터가 초기화된 최대 데이터가 될 때까지 이득을 증가시켜 이득을 조정한다.
따라서, 본 발명은 영상 신호의 에지 부분에 발생되는 노이즈의 영향을 최소화한 상태로 최적의 이득과 오프셋 값을 설정하는 효과를 제공한다.
액정 디스플레이 장치, 이득, 오프셋, 안정 영역

Description

액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법 {Setting method for gain and offset value in Liquid Crystal Display}
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 상술한 도 1의 컴퓨터 시스템으로부터의 입력 영상신호 파형을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 이득 및 오프셋 설정방법이 적용된 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법의 흐름을 상세하게 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 컴퓨터 시스템 2 : 프리 앰프부
3 : ADC부 5 : PLL부
6 : 그래픽 제어부 7 : LCD 패널
10 : 마이크로 컴퓨터
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)의 이득(Gain) 및 오프셋(Offset) 설정방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 컴퓨터 시스템으로부터 액정 디스플레이 장치로 입력되는 영상신호의 안정 영역 데이터를 이용하여 영상 신호 즉, R, G 및 B의 색신호의 이득과 화면상에 디스플레이되는 영상의 밝기(brightness)를 조절하는 오프셋을 최적으로 설정하도록 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 장치는 음극선관 모니터와는 달리 경량이고, 얇게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 영상을 찌그러짐이 없이 깨끗하게 표시할 수 있는 장점이 있는 것으로서 노트북형 컴퓨터를 비롯하여 그 사용 범위가 점차 확대되고 있다.
이와 같은 액정 디스플레이 장치는 컴퓨터 시스템으로부터 입력되는 R, G 및 B 색신호의 이득을 가변하여 화이트 밸런스(white balance)를 조절하고, 화면의 밝은 면과 어두운 면의 대비가 명확하게 나타나도록 명암을 조절하고 있다.
그리고, 액정 디스플레이 장치는 특정 범위의 밝기 값이 요구되는 것으로서 LCD 패널에 표시되는 R, G 및 B의 색신호의 바이어스에 따라 컷 오프(cutoff) 전압을 설정하고, 밝기를 조절함에 따라 상술한 컷 오프 전압을 기준으로 하는 바이어스 전압을 발생하여 밝기가 가변되게 하고 있다.
도 1은 상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1)은 액정 디스플레이 장치의 화면상에 표시할 소정의 영상 신호, 즉, R, G 및 B의 색신호를 출력함과 동시에 수평동기신호(H) 및 수직동기신호(V)를 출력한다.
프리 앰프(Pre-Amplifier)부(2)는 컴퓨터 시스템(1)에서 출력되는 R, G 및 B의 색신호의 레벨을 증폭하며, 후술되는 마이크로 컴퓨터(4)에서 출력된 밝기 제어신호에 따라 레벨을 가변시켜 출력한다.
아날로그/디지털 변환부(Analog to Digital Converter ; 이하, ADC부라 약칭함)(3)는 후술되는 PLL부(5)에서 출력된 분주 값에 따라 프리 앰프부(2)에서 출력되는 아날로그의 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
마이크로 컴퓨터(4)는 컴퓨터 시스템(1)으로부터 입력되는 수평동기신호(H) 및 수직동기신호(V)를 검출하여 분리하고, 분리된 수평동기신호(H) 및 수직동기신호(V)의 주파수를 통해 동작 모드를 판단하며, 판단한 동작 모드에 따른 해상도를 인식한다.
이때 컴퓨터 시스템(1)에서 출력되는 수평동기신호(H) 및 수직동기신호(V)의 주파수와 해상도는 CGA(Color Graphics Adapter) 모드, VGA(Video Graphics Array) 모드 및 SVGA(Super Video Graphics Array) 모드 등 여러 가지 동작 모드에 따라 상이하다.
예를 들면, CGA 모드는 수평동기신호(H)의 주파수가 15.75KHz이고, 수직동기신호(V)의 주파수는 60Hz이며, 해상도는 640×350이다.
VGA 모드는 수평동기신호(H)의 주파수가 31.5KHz이고, 수직동기신호(V)의 주파수는 60Hz 또는 70Hz이며, 해상도는 720×350 또는 640×480이다.
SVGA 모드는 수평동기신호(H)의 주파수가 35∼37KHz이고, 수직동기신호(V)의 주파수는 인터레이스(interlace)이며, 해상도는 800×600이다.
따라서 마이크로 컴퓨터(4)는 상술한 동작 모드에 따른 해상도를 인식한 후 분리한 수평동기신호(H) 및 수직동기신호(V)를 후술되는 PLL부(5)와 그래픽 제어부(6)로 출력한다.
PLL(Phase Locked Loop)부(5)는 마이크로 컴퓨터(4)에서 인식한 해상도에 따라 분주 값을 가변하여 ADC부(3)로 출력한다.
그래픽 제어부(6)는 상술한 마이크로 컴퓨터(4)가 인식한 해상도에 따라 PLL부(5)에서 출력되는 수평동기신호(H)를 통해 ADC부(3)에서 출력되는 펄스 신호의 주파수를 조절하여 LCD 패널(7)에 영상 신호가 디스플레이되도록 한다.
여기에서, 상술한 프리 앰프부(2), ADC부(3) 및 PLL부(5)는 따로 분리하여 구성하기도 하지만, 하나의 칩(chip)으로 구성하기도 한다.
이와 같이 구성된 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋을 조정하기 위해서는 우선, 프리 앰프부(2)에서 ADC부(3)로 입력되는 아날로그의 R, G 및 B 색신호를 ADC부(3)의 기준 레벨에 맞추어 주어야 한다.
이처럼 프리 앰프부(2)에서 ADC부(3)로 입력되는 아날로그의 R, G 및 B 색신호를 ADC부(3)의 기준 레벨에 맞추기 위해 바텀(bottom) 레벨과 탑(top) 레벨을 조정하게 되는데, 이때 바텀 레벨을 설정하는 것을 오프셋 조정이라 하며, 신호 폭을 조정하여 탑 레벨을 설정하는 것을 이득 조정이라 한다.
이와 같은 이득 및 오프셋을 조정하기 위해서는 프리 앰프부(2)와 ADC부(3) 출력선에 지그(zig) 라는 외부장치를 연결하여 작업자가 눈으로 입력 파형을 직접 확인한 후 이득과 오프셋을 조정하였다.
또한 상술한 바와 같은 조정작업을 프로그램화하여 작업자의 눈으로 확인하지 않고 자동으로 입력 파형의 이득 및 오프셋을 조정하기도 한다.
이 경우 ADC부(3)의 디지털 출력값을 읽어 바텀 레벨을 '0x00'으로, 탑 레벨을 '0xff'로 설정하여 오프셋과 이득을 조정하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법은 작업자가 일일이 눈으로 확인하여 조정하여야 하기 때문에 액정 디스플레이 장치와 외부 장치간의 동일한 환경을 구성하여야 하는 불편함이 있었다.
또한, 프로그램화하여 이득과 오프셋을 자동으로 조정하는 방법 또한 ADC부로 입력되는 영상 신호의 모든 영역을 참조하기 때문에 상술한 도 1의 프리 앰프부로부터 ADC부로 입력되는 영상 신호의 파형을 나타낸 도 2에서 보는 바와 같이, 영상 신호의 에지 부분에 노이즈가 발생하는 현상(ringing 현상)으로 인해 이득 및 오프셋 조정시 노이즈의 영향을 받아 최적의 이득 및 오프셋 값을 얻을 수 없는 문제점이 발생하였다.
본 발명의 목적은 컴퓨터 시스템으로부터 액정 디스플레이 장치로 입력되는 영상 신호의 영역을 나타내는 베이스 어드레스 레지스터를 안정 영역으로 설정한 후 그 영역의 데이터만을 참조함으로써 R, G 및 B의 색신호의 이득과 오프셋을 최적으로 설정하도록 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법은 컴퓨터 시스템으로부터 입력되는 영상 신호의 이득과 오프셋을 조정하기 위해 이득은 최소로, 오프셋은 최대로 초기화하는 제 1 과정과; 블랙 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터와 제 1 과정을 통해 초기화된 최소 데이터의 비교를 통해 오프셋을 조정하는 제 2 과정과; 제 2 과정의 오프셋 조정이 완료되면, 화이트 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터와 제 1 과정을 통해 초기화된 최대 데이터의 비교를 통해 이득을 조정하는 제 3 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이득 및 오프셋 설정방법이 적용된 액정 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 전술한 도 1과 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하며 여기에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 바와 같이, 마이크로 컴퓨터(10)는 컴퓨터 시스템(1)에서 프리 앰프 부(2)로 입력되는 영상 신호 즉, R, G 및 B 색신호의 안정 영역 데이터를 이용하여 이득과 오프셋을 조정하는 프로그램이 내장되어 있고, IIC(Inter Integrated Circuit)로 연결된 프리 앰프부(2)에서 출력되는 R, G 및 B 색신호의 이득과 오프셋을 내장된 프로그램에 따라 조정하며, 조정된 R, G 및 B 색신호가 ADC부(3)로 출력되도록 프리 앰프부(2)를 제어한다.
이때, 상술한 컴퓨터 시스템(1)에서 프리 앰프부(2)로 입력되는 R, G 및 B 색신호의 안정 영역은 전술한 도 2에서 보는 바와 같이, 프리 앰프부(2)로 입력되는 R, G 및 B 색신호의 에지 부분에 발생되는 노이즈가 없는 영역을 의미한다.
그리고 상술한 안정 영역은 액정 디스플레이 장치로 입력되는 R, G 및 B 색신호의 동작 모드에 따라 다소 차이가 있지만, 통상적으로 에지 부분의 몇 화소 이후에 입력되는 R, G 및 B 색신호에는 노이즈가 발생되지 않는다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법을 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법의 흐름을 상세하게 나타낸 순서도이다.
우선, 컴퓨터 시스템(1)으로부터 입력되는 영상 신호 즉, R, G 및 B 색신호의 이득과 오프셋을 조정하기 위해서 이득은 최소로, 오프셋은 최대로 초기화한다(S10).
즉 이득을 '0x00'으로 초기화하고, 오프셋을 '0xFF'로 초기화하는 것이다.
이처럼 이득과 오프셋을 초기화한 후에는 오프셋 조정을 수행하기 위해 입력 되는 R, G 및 B 색신호중 블랙 영역(Black Area)의 안정 영역 데이터를 읽어들이기(read) 위한 베이스 어드레스 레지스터를 설정한다(S21).
그리고 상술한 단계(S21)를 통해 설정된 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터가 상술한 단계(S10)에서 초기화된 최소 데이터보다 큰지를 판단한다(S22).
이때 안정 영역은 컴퓨터 시스템(1)으로부터 입력되는 R, G 및 B 색신호의 에지 부분에 발생되는 노이즈가 없는 영역의 데이터이고, 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들이는 영상 신호의 데이터는 화소(pixel) 단위이다.
상술한 단계(S22)의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최소 데이터보다 큰 경우에는 최적의 오프셋을 얻을 때까지 오프셋을 점차 감소시킨다(S23).
그러나 상술한 단계(S22)의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최소 데이터와 동일하거나 또는 읽어들인 데이터가 최소 데이터보다 작은 경우에는 현재 읽어들인 데이터를 오프셋으로 설정하고 오프셋 조정을 종료한다(S24).
이와 같이 오프셋 조정이 완료되면, 이득 조정을 수행하기 위해 입력되는 R, G 및 B 색신호중 화이트 영역(White Area)의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위한 베이스 어드레스 레지스터를 설정한다(S31).
그리고 상술한 단계(S31)를 통해 설정된 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터가 상술한 단계(S10)에서 초기화된 최대 데이터보다 작은지를 판단한다(S32).
상술한 단계(S32)의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최대 데이터보다 작은 경우에는 최적의 이득을 얻을 때까지 이득을 점차 증가시킨다(S33).
그러나 상술한 단계(S32)의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최대 데이터와 동일하거나 또는 읽어들인 데이터가 최대 데이터보다 큰 경우에는 현재 읽어들인 데이터를 이득으로 설정하고 이득 조정을 종료한다(S34).
이상에서와 같이 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법에 의하면, 컴퓨터 시스템으로부터 액정 디스플레이 장치로 입력되는 영상 신호의 영역을 나타내는 베이스 어드레스 레지스터를 안정 영역으로 설정하여 그 영역의 데이터만을 이득 및 오프셋 조정에 활용하기 때문에 영상 신호의 에지 부분에 발생되는 노이즈의 영향을 최소화한 상태로 최적의 이득과 오프셋 값을 설정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 컴퓨터 시스템으로부터 입력되는 영상 신호의 이득과 오프셋을 조정하기 위해 이득은 최소로, 오프셋은 최대로 초기화하는 제 1 과정;
    블랙 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터와 상기 제 1 과정을 통해 초기화된 최소 데이터의 비교를 통해 오프셋을 조정하는 제 2 과정; 및
    상기 제 2 과정의 오프셋 조정이 완료되면, 화이트 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정한 후 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터가 상기 제 1 과정을 통해 초기화된 최대 데이터의 비교를 통해 이득을 조정하는 제 3 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은,
    블랙 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정하는 제 21 단계;
    상기 제 21 단계를 통해 설정된 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터가 상기 제 1 과정을 통해 초기화된 최소 데이터보다 큰지를 판단하는 제 22 단계;
    상기 제22단계의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최소 데이터보다 큰 경우에는 오프셋을 감소시키고 상기 제22단계로 되돌아가는 제23단계; 및
    상기 제 22 단계의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최소 데이터와 동일하거나 작은 경우에는 현재 읽어들인 데이터를 오프셋으로 설정하고 오프셋 조정을 종료하는 제 24 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정은,
    화이트 영역의 안정 영역 데이터를 읽어들이기 위해 베이스 어드레스 레지스터를 설정하는 제 31 단계;
    상기 제 31 단계를 통해 설정된 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 영상 신호의 데이터가 상기 제 1 과정을 통해 초기화된 최대 데이터보다 작은지를 판단하는 제 32 단계;
    상기 제32단계의 판단결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최대 데이터보다 작은 경우에는 이득을 증가시키고 상기 제32단계로 되돌아가는 제33단계; 및
    상기 제 32 단계의 판단 결과 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들인 데이터가 최대 데이터와 동일하거나 큰 경우에는 현재 읽어들인 데이터를 이득으로 설정하고 이득 조정을 종료하는 제 34 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정에서 초기화되는 최소 데이터는 '0x00'이고, 최대 데이터는 '0xFF'인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2, 제 3 과정에서 설정된 베이스 어드레스 레지스터를 통해 읽어들이는 영상 신호의 데이터는,
    화소(pixel) 단위인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 안정 영역 데이터는,
    컴퓨터 시스템으로부터 입력되는 R, G 및 B 색신호의 에지 부분에 발생되는 노이즈가 없는 영역의 데이터임을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 이득 및 오프셋 설정방법.
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