KR100698126B1 - 디스플레이 모듈의 전원제어장치 및 방법 - Google Patents

디스플레이 모듈의 전원제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 모듈의 백라이트로 사용하는 광원의 밝기를 제어함으로써 다이나믹 콘트라스트 범위를 확대할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 전원 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 입력영상신호의 밝기(contrast)정보를 프레임 단위로 분석하는 영상신호 분석부와, 상기 입력 영상을 디스플레이하는 액정표시부와, 상기 액정표시부를 구동시키는 수직 및 수평공급 회로부와, 상기 액정표시부에 광원을 공급하는 복수개의 발광 다이오드로 구성된 백라이트부와, 상기 수직 및 수평공급 회로부와 백라이트부에 전원을 공급하는 전원조절 및 공급부와, 상기 액정표시부의 화소수에 따른 상기 백라이트부의 복수개의 백라이트수별(화소수/백라이트수) 평균밝기 조절값을 계산하여 상기 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 상기 전원조절 및 공급부로 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치를 제공한다. 따라서 본 발명에 의하면, 저소비전력 및 저발열이 가능하고, 화면 영상의 밝기에 따라 백라이트의 부분적 밝기 제어가 가능함으로써 보다 선명한 영상을 구현할 수 있는 디스플레이 모듈을 제공한다.
백라이트, 전원제어

Description

디스플레이 모듈의 전원제어장치 및 방법{Apparatus and method for controlling power of display module}
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어장치를 설명하기 위한 블록 구성도
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어시 백라이트 이용방법을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어방법을 설명하기 위한 플로우차트
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 전원부 20 : 영상신호 분석부
30 : 제어부 40 : 전원조절 및 공급부
50 : 수평공급 회로부 60 : 수직공급 회로부
70 : 백라이트부 71 : 백라이트
80 : 액정표시부 81 : 영상화소
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 디스플레이 모듈의 백라이트로 사용하는 광원의 밝기를 제어함으로써 다이나믹 콘트라스트 범위를 확대할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 전원 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판형 표시장치의 하나인 액정디스플레이(LCD)는 음극선관(CRT)에 비해 시인성(視認性)이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 CRT에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel)나 전계방출 표시장치(FED: Field Emission Display)와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비전의 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
이러한 LCD는 특수하게 표면 처리된 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정물질을 주입해 상하 유리판 위의 전극의 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 영상을 표시하는 작동원리를 갖는데, 이 LCD는 문자가 표시되는 패널 스스로 빛을 내지 못하므로 표시내용을 시각적으로 인식할 수 있도록 하기 위하여 광원(光源)을 필요로 하게 된다.
이와 같은 LCD의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트 유닛(Back Light Unit)이 반드시 필요하다.
일반적으로, LCD의 광원으로 사용되는 백 라이트 유닛은 원통형의 발광 램프를 배치하는 방식이었다.
그러나 최근에는 휴대폰 등 소형 LCD의 백라이트로 사용되던 고휘도 발광다이오드(LED)를 수십 내지 수백개 사용하여 대형 LCD의 백라이트로 이용하고 있다.
이와 같은 발광다이오드의 경우에는 기존 원통형의 발광 램프에 비해 수명이 길고 전력 소모량도 적으며 인버터 등 별도의 부가 장비가 필요없어 제품 박형화 및 내부 면적 효율화에 유리한 장점이 있다. 또한 색상 구현 능력 역시 우수하다는 평가를 받고 있다.
그러나 이와 같은 발광 다이오드를 백라이트로 이용함에 있어 백라이트 전체의 온/오프 위주로 제어함으로써 섬세한 제어가 되지 않아 보다 선명한 화면 구현에 한계가 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 LCD 모듈의 해상도에 따라 보다 선명한 영상을 구현할 수 있도록 한 LCD 모듈의 콘트라스트 조정장치 및 그 조정방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입력 영상을 디스플레이하는 액정표시부와; 상기 액정표시부를 구동시키는 수직 및 수평공급 회로부와; 상기 액정표시부에 광원을 공급하는 복수개의 발광 다이오드로 구성된 백라이트부와; 상기 수직 및 수평공급 회로부와 백라이트부에 전원을 공급하는 전원조절 및 공급부와; 상기 액정표시부의 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 상기 전원조절 및 공급부로 출력하는 제어부를 포함하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치에 있어서, 입력영상신호의 밝기(contrast)정보를 프레임 단위로 분석하는 상기 제어부에 전달하는 영상신호 분석부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 액정표시부의 복수개의 화소수 나누기 백라이트수에 따른 값으로 상기 백라이트부의 평균밝기 조절값을 계산하고, 상기 영상신호 분석부에서 상기 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 상기 전원조절 및 공급부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트부는, 통상의 자연수 범위내에서 상기 액정표시부의 화소와 같거나 적은 수의 발광 다이오드(LED)로 형성된다.
상기 백라이트부는, 상기 화소의 배후면, 또는 수직/수평 방향의 상기 화소와 화소 사이, 또는 대각선 방향의 상기 화소와 화소 사이 부분에 적어도 하나 이상의 위치에 형성된다.
또한, 본 발명은, 영상신호가 입력되면 상기 입력된 영상신호의 영상정보를 프레임 단위로 분석하는 단계와; 상기 분석된 영상정보에 따라 액정표시부의 화소수/백라이트 수의 영상단위에 따른 백라이트별 평균밝기 조절값을 계산 및 결정하는 단계와; 상기 결정된 백라이트별 밝기 조절에 따른 백라이트별 제어신호를 출력하는 단계와; 상기 액정표시부의 백라이트별 제어신호에 따라 상기 백라이트별 서로 다른 구동전압을 출력하는 단계와; 상기 백라이트별 서로 다른 밝기의 광원을 상기 액정표시부로 출력하는 단계를 포함하되; 상기 액정표시부의 복수개의 화소수 나누기 백라이트수에 따른 값으로 상기 백라이트별 평균밝기 조절값을 계산하고, 상기 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 통상의 자연수란 그 사전적 의미와 같이, 1, 2, 3 등과 같이 수의 발생과 동시에 있었다고 생각되는 가장 소박한 수로 양(陽)의 정수(整數)에 해당하며, 덧셈과 곱셈은 자유롭게 할 수 있으나, 뺄셈과 나눗셈은 자유롭지 못하는 수를 의미한다.
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따라서 본 발명에 의하면 저소비전력 및 저발열이 가능한 디스플레이 모듈을 제공함은 물론 화면 영상의 밝기에 따라 백라이트의 부분적 밝기 제어가 가능함으로써 보다 선명한 영상을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예 를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어장치는 전원부(10), 영상신호 분석부(20), 제어부(30), 전원조절 및 공급부(40), 수평공급 회로부(50), 수직공급 회로부(60), 백라이트부(70) 및 액정표시부(80)로 구성된다.
여기서 전원부(10)는 전원조절 및 공급부(40)를 통해 수직공급 회로부(50)와, 수평공급 회로부(60) 및 백라이트부(70)에 전원을 공급한다.
영상신호 분석부(20)는 입력영상신호의 밝기(contrast)정보를 프레임 단위로 분석한다.
제어부(30)는 액정표시부(80)의 화소수에 따른 백라이트부(70)의 복수개의 백라이트수별(화소수/백라이트수) 평균밝기 조절값을 계산하여 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값을 결정한 후 각각의 백라이트별 해당 제어신호를 전원조절 및 공급부(40)로 출력한다. 이때 기 설정된 밝기 조절 테이블(table)(도시하지 않음)과 비교하여 백라이트수별 밝기 조절값을 결정하도록 할 수 있다.
전원조절 및 공급부(40)는 수직공급 회로부(50)와, 수평공급 회로부(60) 및 백라이트부(70)에 전원을 공급하며 이때, 제어부(30)의 백라이트 제어신호에 따라 전원부(10)에서 공급된 전원을 백라이트부(70)의 백라이트에 선택적으로 공급한다. 다시 말하면 부분적으로 다른 밝기 레벨의 전원공급이 가능하게 되어 다이나믹 콘 트라스트 범위를 확대시킬 수 있게 된다.
수직공급 회로부(50)는 게이트 구동회로로서 액정표시부(80)에 구성된 박막트랜지스터(TFT)의 게이트에 전원을 공급한다.
수평공급 회로부(60)는 드레인(데이터) 구동회로로서 액정표시부(80)에 구성된 박막트랜지스터의 드레인에 전원을 공급한다.
백라이트부(70)는 액정표시부(80)에 광원을 공급하는데 이때 액정표시부(80)의 영상화소(Pixel)개수 이하의 개수로 구성한다. 예를 들면 각각의 화소당 1개씩 또는 화소들 사이에 하나씩 또는 화소들의 대각선 방향으로 겹치는 부분에 하나 건너씩(alternate) 형성한다(도 2참조). 이를 위하여 백라이트부(70)는 복수개의 발광 다이오드(LED)로 구성함이 바람직하다.
액정표시부(80)는 수평공급 회로부(50)와 수직공급 회로부(60)의 전원공급에 따른 영상을 백라이트부(70)의 광원에 의해 디스플레이한다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어시 백라이트 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어시 백라이트 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이 4개의 영상화소(81)에 하나의 백라이트(71)가 형성되어 있다. 즉 콘트라스트 제어가 가능한 영상(A)은 영상화소수/백라이트수가 된다.
따라서 입력영상신호의 밝기를 프레임 단위로 분석할 때 4개의 영상화소 단위로 영상신호의 평균 밝기 값을 구하고, 상기 평균 밝기 값에 따라 개별적인 백라이트(71)의 밝기 조절값이 결정된다. 다시 말하면 콘트라스트를 부분적으로 제어 할 수 있게 된다. 이때 백라이트(71)의 조절값이 8비트(bit)로 가능한 경우 0 내지 255값의 범위를 가지고 조절할 수 있게 된다. 따라서 영상신호의 밝기에 백라이트별 밝기(콘트라스트)를 연동시킴으로써 영상화소수/백라이트수에 따라 보다 선명한 영상의 구현이 가능하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, 영상신호가 입력되면(S10), 영상신호 분석부(20)에서는 입력된 영상신호의 영상정보를 프레임 단위로 분석한다(S20).
이어서 분석된 영상정보를 수신한 제어부(30)에서는 분석된 영상정보에 따라 화소수/백라이트 수의 영상단위(도 2의 A 참조)로 백라이트별 평균밝기 조절값을 계산한다(S30).
그에 따라 개별적인 백라이트별 밝기 조절값을 결정한다(S40).
이어서 결정된 백라이트별 밝기 조절에 따른 백라이트별 제어신호를 전원 조절 및 공급부(40)로 출력한다(S50).
그리고 백라이트별 제어신호를 수신한 전원 조절 및 공급부(40)에서는 백라이트 구동전압을 백라이트부(70)로 출력하고(S60), 그에 따라 백라이트별 서로 다른 밝기(콘트라스트)를 출력한다(S70).
이상에서 설명한 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 전원제어장치 및 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 화면 영상의 밝기에 따라 백라이트의 부분적 밝기 제어가 가능함으로써 보다 선명한 영상을 구현할 수 있다.
둘째, 소비전력을 절감시킬 수 있다.
셋째, 발열 현상을 줄여줄 수 있다.
이상에서 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 입력 영상을 디스플레이하는 액정표시부와; 상기 액정표시부를 구동시키는 수직 및 수평공급 회로부와; 상기 액정표시부에 광원을 공급하는 복수개의 발광 다이오드로 구성된 백라이트부와; 상기 수직 및 수평공급 회로부와 백라이트부에 전원을 공급하는 전원조절 및 공급부와; 상기 액정표시부의 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 상기 전원조절 및 공급부로 출력하는 제어부를 포함하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치에 있어서,
    입력영상신호의 밝기(contrast)정보를 프레임 단위로 분석하는 상기 제어부에 전달하는 영상신호 분석부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 액정표시부의 복수개의 화소수 나누기 백라이트수에 따른 값으로 상기 백라이트부의 평균밝기 조절값을 계산하고,
    상기 영상신호 분석부에서 상기 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 상기 전원조절 및 공급부로 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트부는
    통상의 자연수 범위내에서 상기 액정표시부의 화소와 같거나 적은 수의 발광 다이오드(LED)로 형성됨을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 백라이트부는
    상기 화소의 배후면, 또는 수직/수평 방향의 상기 화소와 화소 사이, 또는 대각선 방향의 상기 화소와 화소 사이 부분에 적어도 하나 이상의 위치에 형성됨을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 전원제어 장치.
  4. 영상신호가 입력되면 상기 입력된 영상신호의 영상정보를 프레임 단위로 분석하는 단계와;
    상기 분석된 영상정보에 따라 액정표시부의 화소수/백라이트 수의 영상단위에 따른 백라이트별 평균밝기 조절값을 계산 및 결정하는 단계와;
    상기 결정된 백라이트별 밝기 조절에 따른 백라이트별 제어신호를 출력하는 단계와;
    상기 액정표시부의 백라이트별 제어신호에 따라 상기 백라이트별 서로 다른 구동전압을 출력하는 단계와;
    상기 백라이트별 서로 다른 밝기의 광원을 상기 액정표시부로 출력하는 단계를 포함하되;
    상기 액정표시부의 복수개의 화소수 나누기 백라이트수에 따른 값으로 상기 백라이트별 평균밝기 조절값을 계산하고,
    상기 프레임 단위로 분석한 영상신호 밝기 정보에 따른 백라이트수별 평균 밝기 조절값에 해당하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 전원제어 방법.
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