KR101012790B1

KR101012790B1 - 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 방법, 그리고이를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR101012790B1
Application number: KR1020030100063A
Authority: KR
Inventors: 양영철; 이백운
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2011-02-08
Also published as: KR20050068536A; TW200540756A; US7483011B2; US20090128694A1; JP2005196184A; US20050219274A1; JP4868738B2; TWI383347B; CN100466050C; US8207981B2; CN1664905A

Abstract

본 발명은 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 장치 및 변환 방법, 그리고 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다. 상기 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치는 상기 3색 영상 신호 중 최대값과 최소값을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부, 상기 최대값 및 상기 최소값으로부터 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역을 판단하는 영역 판단부, 그리고 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역에 따라 상기 3색 영상 신호를 상기 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 변환부를 포함하며, 상기 변환 영역은 고정 변환 영역과 가변 변환 영역을 포함하고, 상기 4색 신호 변환부는 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 고정된 스케일링 인자에 기초한 고정 신호 변환을 수행하고, 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 상기 3색 영상 신호에 의존하는 가변 신호 변환을 수행한다. 이런 방식으로, 고채도 또는 고휘도의 데이터를 동일한 비율로 증가시킴으로써 색의 달라짐 또는 동시적 대비의 문제를 방지하는 한편 계조간 뭉침 현상을 방지할 수 있다.

변환, 4색, 백색, 영상신호, , 고정, 가변, 영역, 스케일링

Description

4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 표시 장치 {APPARATUS AND METHOD OF CONVERTING IMAGE SIGNAL FOR FOUR COLOR DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 신호의 변환 장치의 블록도로서, 도 1에 도시한 데이터 처리부에 해당한다.

도 9는 도 8에 도시한 영상 신호 변환 장치의 동작을 순서대로 나타낸 흐름도의 예이다.

본 발명은 4색 표시 장치의 영상 신호 변환 장치 및 변환 방법, 그리고 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic electroluminescence display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 EL 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 평판 표시 장치는 통상 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 이용하여 색을 표현하지만, 최근 들어 특히 액정 표시 장치의 경우, 휘도를 증대시키기 위하여 이들 3색의 화소 외에 백색 화소(또는 투명 화소)를 추가하기도 하며 이를 4색 평판 표시 장치라 한다. 4색 평판 표시 장치에서는 입력되는 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 바꾸어 표시한다.

일반적으로 같은 색상이라 할지라도 채도가 낮을수록 가질 수 있는 휘도(또는 명도) 범위가 크며 반대로 채도가 높을수록 가질 수 있는 휘도 범위가 제한되어 있다. 따라서 4색 평판 표시 장치에서 백색 화소의 추가로 인한 휘도 증대 효과는 채도에 따라 달라진다. 이로 인해 색상이 변하거나 동시적 대비(simultaneous contrast)의 문제 등이 발생한다. 여기서, 동시적 대비란 예를 들어 2개 내지 3개 의 큰 사각형 안에 동일한 색상을 갖는 작은 사각형을 각각 위치시켜 관찰할 때, 동일한 색상의 작은 사각형들이 바탕을 이루는 큰 사각형의 휘도에 따라 다르게 인식되는 것을 말한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 바꿀 때 백색 화소의 추가에 따른 휘도 증가 편차를 줄이는 것이다..

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치는 상기 3색 영상 신호 중 최대값과 최소값을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부, 상기 최대값 및 상기 최소값으로부터 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역을 판단하는 영역 판단부, 그리고 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역에 따라 상기 3색 영상 신호를 상기 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 변환부를 포함하며, 상기 변환 영역은 고정 변환 영역과 가변 변환 영역을 포함하고, 상기 4색 신호 변환부는 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 고정된 스케일링 인자에 기초한 고정 신호 변환을 수행하고, 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 상기 3색 영상 신호에 의존하는 가변 신호 변환을 수행한다.

여기서, 임의의 3색 영상 신호에 대하여 상기 가변 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호는 상기 고정 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호에 비하여 크기가 작은 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일 링 인자를 곱하는 확장 변환과 상기 각 확장 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 확장 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함할 수 있다.

또한, 상기 가변 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자를 곱하는 확장 변환, 상기 확장 변환값을 상기 3색 영상 신호의 크기에 따라 축소 변환하는 축소 변환, 그리고 상기 각 축소 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 축소 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 축소 변환은 상기 확장 변환값을 적어도 두 개의 부영역으로 구분하고 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용할 수 있으며, 상기 부영역은 상기 확장 변환값 중 최대값에 따라 구분할 수 있다.

또한, 상기 적어도 두 개의 부영역의 수는 셋 이상이며 상기 변환식은 선형일 수 있다. 또한, 상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형일 수 있다. 여기서, 상기 비선형 변환식은 2차 함수일 수 있다.

한편, 상기 고정 변환 영역과 상기 가변 변환 영역은 상기 최대값과 상기 최소값의 비에 의하여 결정되는 것이 바람직하다.

상기 가변 변환 영역은 두 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 가변 신호 변환은 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용할 수 있으며, 상기 가변 변환 영역은 세 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 변환식은 선형일 수 있다. 또한, 상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형일 수 있으며, 상기 비선형 변환식은 2 차 함수일 수 있다.

한편, 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치는 상기 3색 영상 신호 중 최대값(Min)과 최소값(Min)을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부, 상기 최대값과 상기 최소값의 비로부터 상기 3색 영상 신호가 고정 변환 영역에 속하는지 가변 변환 영역에 속하는지를 판단하는 영역 판단부, 그리고 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호와 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대하여 다른 변환을 적용하여 4색 신호를 생성하는 4색 신호 생성부를 포함하며,

상기 4색 신호 생성부는

상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호의 경우 상기 최대값 및 상기 최소값에 소정의 스케일링 인자를 곱한 제1 변환값을 적어도 두 개의 부영역으로 구분하고, 상기 각 부영역에 서로 다른 변환식을 적용하여 따라 제2 변환값을 구하며, 상기 제2 변환값 중에서 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 제2 변환값에서 상기 제2 변환값의 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하여 출력하며, 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호의 경우 상기 영상 신호에 상기 스케일링 인자를 곱한 제1 변환값 중에서 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 제1 변환값에서 상기 제1 변환값의 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하여 출력한다.

이 때, 임의의 3색 영상 신호에 대하여 상기 제2 변환값은 상기 제1 변환값보다 작은 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 변환값의 최소값을 x, 최대값을 y, 상기 스케일링 인자를 (1+w)라 할 때 상기 부영역은 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1) (0<v1=1)에 의하여 구분될 수 있다.

이 때, 상기 부영역 중 상기 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1)의 아래에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값과 동일하고, 위에 위치한 부영역의 적어도 일부 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값의 선형 함수 또는 2차 함수이며, 상기 선형 함수의 기울기는 1보다 작은 것이 바람직하다.

한편, 상기 부영역의 수는 적어도 셋 이상이며, 상기 제1 변환값의 최소값을 x, 최대값을 y, 상기 스케일링 인자를 (1+w)라 할 때 상기 부영역은 제1 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1) (0< v1 <1) 및 제2 직선 y = (1 - v2)x + (1 + w*v2) (0 < v2 <1)에 의하여 구분되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 부영역 중 상기 제1 직선의 아래에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값과 동일하고, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선의 사이에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값의 선형 함수로서 기울기가 1보다 작으며, 상기 제2 직선 위에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상수인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 방법은 상기 3색 영상 신호를 최대값, 최소값 및 중간값을 갖는 신호로 분류하는 단계, 상기 최대값과 상기 최소값의 비에 기초하여 상기 3색 영상 신호가 제1 변환 영역에 속하는지 제2 변환 영역에 속하는지를 판단하는 단계, 상기 제1 변환 영역에 속하는 경우에 상기 영상 신호에 소정 배수만큼 곱하는 단계, 상기 제2 변환 영역에 속하는 경우에 상기 영상 신호를 상기 영상 신호보다는 크기 상기 영상 신호에 상기 소정 값을 곱한 값보다 작은 값으로 변환하는 단계, 상기 변환된 값 중 최소값을 상기 백색 신호값으로 추출하는 단계, 그리고 상기 변환된 값에서 상기 변환된 값의 최소값을 뺀 값을 상기 백색 신호를 제외한 나머지 4색 영상 신호의 값으로 출력하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 변환 단계는 상기 영상 신호에 상기 소정 값을 곱하여 제1 변환값을 계산하는 단계, 상기 제1 변환값을 복수의 부영역으로 구분하는 단계, 그리고 상기 제1 변환값을 상기 부영역에 따라 다른 변환식을 적용하여 제2 변환값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 변환식 중 적어도 하나는 선형 함수일 수 있으며, 상기 변환식은 기울기가 서로 다른 세 개의 직선을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 세 개의 직선 중 적어도 하나는 0보다 크고 1보다 작은 기울기를 가질 수 있다.

한편, 상기 변환식은 비선형 함수를 포함할 수 있으며, 상기 변환식은 2차 함수를 포함할 수 있다. 또한, 상기 변환식은 선형 함수를 더 포함할 수 있으며, 상기 2차 함수는 상기 부영역의 경계에서 상기 선형 함수의 기울기와 동일한 접선의 기울기를 가질 수 있고, 상기 선형 함수의 기울기는 1인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소, 3색 영상 신 호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치, 그리고 상기 4색 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 데이터 전압으로서 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하며,

상기 영상 신호 변환 장치는

상기 3색 영상 신호 중 최대값과 최소값을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부, 상기 최대값 및 상기 최소값으로부터 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역을 판단하는 영역 판단부, 그리고 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역에 따라 상기 3색 영상 신호를 상기 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 변환부를 포함하며,

상기 변환 영역은 고정 변환 영역과 가변 변환 영역을 포함하며, 상기 4색 신호 변환부는 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 고정된 스케일링 인자에 기초한 고정 신호 변환을 수행하고, 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 상기 3색 영상 신호에 의존하는 가변 신호 변환을 수행한다.

한편, 상기 고정 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자를 곱하는 확장 변환과 상기 각 확장 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 확장 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하 는 추출 변환을 포함할 수 있다.

상기 가변 변환 영역은 두 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 가변 신호 변환은 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용할 수 있으며, 상기 가변 변환 영역은 세 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 변환식은 선형일 수 있다. 또한, 상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형일 수 있으며, 상기 비선형 변환식은 2차 함수일 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기 술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 4색 액정 표시 장치 및 그 영상 신호 변환 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 구조적으로 볼 때 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이의 액정층(3)을 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D _m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D ₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 이들 또한 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 따위의 삼단자 소자로서, 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 각각 연결되어 있는 제어 단자와 입력 단자, 그리고 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있는 출력 단자를 가지고 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있 다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)와 백색 필터(또는 투명 필터)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하며, 데이터 처리부(650)를 포함한다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 적색, 녹색, 청색의 3색 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공 받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호 및 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 3색 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)에 맞게 4색 영상 신호(R', G', B', W)로 적절히 변환 및 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B', W)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 여기서, 신호 제어부(600)에 포함된 데이터 처리부(650)가 3색 영상 신호(R, G, B)를 4색 영상 신호(R', G', B', W)로 변환하는 기능을 하며 이에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(V_on)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B', W)의 입력 시작을 알리 는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B', W)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B', W)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(R', G', B', W)를 해당 데이터 전압으로 변환하고, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G ₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키면 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타나며 액정 분자들은 이 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 액정 분자들의 배향이 변화함에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화하고 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("컬럼 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전")

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 영상 신호 변환 방법에 대하여 도 3 내지 도 7을 참고로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따라 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환할 때의 기본 원칙에 대하여 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3에서 가로축과 세로축은 정규화한 휘도를 나타낸 것으로서 하나의 색상을 표시하기 위한 세 개의 입력 영상 신호, 즉 적색, 녹색, 청색의 입력 영상 신호(R, G, B) 중에서 계조가 가장 낮은 영상 신호(이하 '최소 영상 신호'라 함)의 휘도[Min(R,G,B)]와 계조가 가장 높은 영상 신호(이하'최대 영상 신호'라 함)의 휘도[Max(R,G,B)] 및 그들의 변환값을 각각 나타낸다. 입력 영상 신호(R, G, B)가 8비트 신호인 경우 영상 신호(R, G, B)가 나타내는 계조와 휘도는 0번째 단계에서 255번째 단계까지 모두 256 단계이며, 이를 정규화하면, 0, 1/255, 2/255, ..., 254/255, 1이 된다. 예를 들어, 적색 신호(R)의 휘도가 255, 녹색 신호(G)의 휘도가 100, 그리고 청색 신호(B)의 휘도가 60이라면, 청색 신호(B)의 휘도가 가장 낮고 적색 신호(R)의 휘도가 가장 크므로, x 좌표는 60/255가 되고 y 좌표는 255/255(=1)이 된다. 아래에서는 계조가 중간값인 영상 신호(이하 '중간 영상 신호')의 휘도는 Mid(R,G,B)로 표기하고, 설명의 편의를 위하여 최소, 중간 및 최대 영상 신호와 그 휘도를 같은 의미로 사용하며, 괄호 안의 (R,G,B)는 생략할 수도 있다.

확장 변환

임의의 3색 입력 영상 신호는 (0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)로 둘러싸인 정사각형 영역(이하 '3색 공간'이라 함) 내에 위치한다. 3색 화소의 휘도를 모두 최대로 하였을 경우의 총 휘도와 백색 화소의 최대 휘도의 비를 w라고 하면 3색 화소와 백색 화소를 모두 두었을 때의 최대 휘도는 (1+w)만큼 증가한다. 본 실시예는 이러한 사실에 기초하여 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 것으로서, 예를 들어 도 3에서 3색 입력 영상 신호가 나타내는 점(C1)은 이 점(C1)과 원점(0,0)을 잇는 직선을 따라 이 점(C1)과 원점(0,0) 사이의 거리를 (1+w)배 한 만큼 원점(0,0)으로부터 떨어진 점(C2)으로 변환한다. 즉, 점(Min(R,G,B), Max(R,G,B))는 점 ((1+w)Min(R,G,B), (1+w)Max(R,G,B))로 확장 변환되며 이때 (1+w)를 스케일링 인자(scaling factor)라 한다.

그러나 적색, 녹색 및 청색과 같은 순색은 백색 화소를 추가하더라도 더 이상 휘도가 증가하지 않으며 순색에 가까울수록 휘도의 증가폭이 작아진다. 예를 들어 도 3에서 3색 입력 영상 신호가 나타내는 점(E1)은 점(E2)으로 나타낼 수 있는 4색 영상 신호로 변환하여야 하지만 점(E2)은 표시 장치가 표시할 수 없는 색을 가리킨다.

정리하자면, (0, 0), (1, 0), (1+w, w), (1+w, 1+w), (w, 1+w), (0, 1)로 정의되는 6각형 영역(이하 '표현 가능 영역'이라 함) 내의 색만이 4색 화소로 표시할 수 있고, 빗금친 영역, 즉 (1,0), (1+w, 0), (1+w, w)로 정의되는 삼각형 영역과 (0,1), (0, 1+w), (w, w+1)로 정의되는 삼각형 영역(이하 '표현 불가능 영역'이라 함) 안의 색은 4색 화소로 표시할 수 없다.

따라서 표현 불가능 영역으로 변환되는 점들에 대하여 적절한 변환을 통하여 표현 가능 영역 내의 점으로 끌어 들일 필요가 있다.

고정 변환 영역과 가변 변환 영역

먼저, 유념해야 할 것은 도 3에서 가로축이 최소 영상 신호이고 세로축이 최대 영상 신호이므로 입력 영상 신호 및 그 확장 변환값은 항상 직선 y=x 위의 영역에 위치한다.

도 3에서 원점(0,0)과 (w, 1+w)을 지나는 직선(31)의 아래 영역에 위치한 임의의 점은 (1+w)의 확장 변환을 하면 항상 표현 가능 영역으로 들어가므로 이 영역 에 속하는 점들에 대해서는 (1+w)의 스케일링 인자로 확장 변환을 하며 이 영역을 고정 변환 영역이라 한다. 직선(31)의 방정식은 y=(1+w)x/w이므로, 고정 변환 영역에 속하는 점들은 y < (1+w)x/w을 충족한다. 따라서,

(1+w)/w < Max/Min

반대로 (1+w)/w > Max/Min 인 영역에 속하는 점들은 (1+w)의 확장 변환을 하면 표현 가능 영역으로 들어가기도 하고 표현 불가능 영역으로 들어가기도 한다. 구체적으로는, (1+w)의 확장 변환을 하였을 때 직선 y=x+1의 아래 영역에 속하면, 즉,

(1+w)[Min(R,G,B) - Max(R,G,B)] < 1

을 충족하면 표현 가능 영역에 들어가고 그렇지 않으면 표현 불가능 영역에 들어가는 것이다.

이와 같이 (1+w)/w > Max/Min 인 영역에 속하는 점들에 대해서는 스케일링 인자를 (1+w)보다 작게 하되 입력 영상 신호에 따라 변화시킨다. 따라서 이 영역을 가변 변환 영역이라 한다.

축소 변환

가변 변환 영역의 영상 신호를 변환하는 방법에 대하여 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 4에서 가로축과 세로축은 정규화한 휘도를 나타낸 것으로서 확장 변환 및 축소 변환된 최소 영상 신호와 최대 영상 신호를 각각 나타낸다.

가변 변환 영역의 점에 대해서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 점(Min(R,G,B), Max(R,G,B))을 일단 (1+w)배만큼 확장시켜 점 ((1+w)Min(R,G,B), (1+w)Max(R,G,B))로 이동시킨 후, 다시 적정한 변환을 통해 표현 가능한 영역 상의 점(MinP(R,G,B), MaxP(R,G,B))으로 축소 이동시킨다.

1. 축소 변환 원칙

점(MinP, MaxP)은 원점과 점(Min, Max)를 잇는 직선(41), 즉 y = [Max/Min]x 위에 위치하여야 색상 유지라는 측면에서 바람직하며, (x,y)의 최소점과 최대점은 각각 표현 가능한 영역의 최소점과 최대점으로 각각 변환되어야 계조의 순서를 유지한다는 측면에서 바람직하다. 표현 가능한 영역에서 직선(41) 상의 최소점은 역시 원점(0,0)이고, 최대점은 직선(41)과 직선(43)의 교점이므로 그 좌표가

(xw,yw)=(Min/(Max-Min), Max/(Max-Min))

2. 변환 부영역 설정

가변 변환 영역에 속하는 영상 신호를 확장 변환한 값을 두 개 이상의 부영역으로 구분하고 각 부영역에 대해서 다른 변환식을 적용한다. 세 개의 부영역으로 구분할 때에는 여러 가지가 가능하나 대칭성을 고려하여 좌표(w, 1+w)와 y축 상의 점(1-V1, 1+w*V2)을 연결하는 두 개의 직선(42, 44)으로 하며 두 직선(42, 44) 사이의 부영역에 표현 불가능 영역의 경계인 직선 y=x+1이 포함되도록 한다. 여기에서 V1, V2는 계산의 편의를 위해서 도입한 매개변수들로서 표시 장치의 특성에 따라 결정할 수 있다.

변환 대상이 되는 좌표(Min, Max)에 대하여 변환될 점은 직선(41) y=[Max/Min]x 상에 위치한다.

직선(41) 상에 위치하는 점들 중 두 직선(42, 44) 사이의 부영역에 위치하는 점들은 직선(41)과 직선(42)의 교점(x1,y1)과 직선(41)과 직선(44)의 교점(x2,y2) 사이에 위치하는 점들이다.

직선(42)의 방정식은 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1)이므로 직선(41)과 직선(42)의 교점의 좌표(x1, y1)는,

x1 = (1 - v1)/[(Max-Min)/Min - v1/w]

y1 = x1*Max/Min

직선(44)의 방정식은 y = (1 - v2)x + (1 + w*v2)이므로, 직선(41)과 직선(44)의 교점의 좌표(x2, y2)는,

x2 = (1 + w*v2)/[(Min Max)/Min + v2]

y2 = x2*Max/Min

그러나 부영역의 수는 네 개 이상일 수도 있다.

3. 이중 꺾은선 방법

다음 도 4와 도 5을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 변환식에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5에서 가로축(x)은 확장 변환된 최대 영상 신호[(1+w)Max]를 나타내고, 세로축(y)은 축소 변환된 최대 영상 신호[MaxP(R,G,B)]를 나타낸다.

도 4와 도 5를 참고하면, 직선(42)의 아래쪽 부영역에 위치한 점들은 그대로 두고 (직선 1), 두 직선(42, 44) 사이의 부영역에 위치한 점들은 (y1 => y1), (y2 => yw)로 변환하는 선형 사상(mapping)에 의하여 변환하며(직선 2), 직선(44)에 위쪽 부영역에 위치한 점들은 모두 yw로 변환한다(직선 3).

따라서 각 영역에서의 변환은 선형 변환이 되며 도 5의 그래프를 식으로 표현하면 다음과 같다.

MaxP = Max (0=Max≤y1)

MaxP = (yw - y1)(Max - y1)/(y2 - y1) + y1 (y1=Max≤y2)

MaxP = yw (y2=Max≤1+w)

이로부터 최대 영상 신호[Max(R,G,B)]의 변환값[MaxP(R,G,B)]을 구할 수 있고, 최소 영상 신호[Min(R,G,B)]의 변환값[MinP(R,G,B)]은 직선(41)의 방정식 y=[Max(R,G,B)/Min(R,G,B)]x로부터 구할 수 있으며, 중간 영상 신호[Mid(R,G,B)]의 변환값[MidP(R,G,B)]은 세 개의 입력 영상 신호의 비를 이용하여 결정한다. 즉, MinP:MidP:MaxP=Min:Mid:Max 또는 MidP/MaxP=Mid/Max, MinP/MidP=Min/Mid이다. 물론, 직선(41)의 방정식으로부터 MinP/MaxP=Min/Max 또한 성립한다. 예를 들어, 변환 후 최대 크기인 적색 신호(R)가 100, 최소 크기인 청색 신호(B)가 60이고, 변환 전 3색 신호의 비가 R:G:B = 5:4:3인 경우일 때, 중간 크기인 녹색 신호(G)는 80으 로 결정된다.

여기에서, V1, V2 > 0인 것이 바람직한데 그렇지 않으면 변환식이 두 가지밖에 나오지 않아 표현 범위가 좁아지기 때문이다. 예를 들어, V2=0인 경우 구간(yw~y2)의 값이 모두 최대값(yw)으로 변환하게 되므로 이 구간(yw~y2)의 계조 차가 없어 화상이 구분되지 않을 수 있다. 다른 예로, V1=0이고, V2=1인 경우, 전 구간(0~1+w)에 걸쳐서 계조 구분이 가능하나 전체적으로 어두울 수 있다.

3. 비선형(nonlinear) 방법

다음 도 6을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 변환식에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서 가로축(x)은 확장 변환을 마친 상태의 최대 영상 신호[(1+w)Max(R,G,B)]를 나타내고, 세로축(y)은 축소 변환을 한 후의 최대 영상 신호[MaxP(R,G,B)]를 나타낸다.

도 6에 도시한 방법에서는, 도 4에 도시한 것처럼 세 개의 부영역으로 나누는 대신 두 개의 부영역, 즉 직선(42)에 의하여 구분되는 두 개의 영역으로만 나눈다. 또한, 직선(42) 아래에 위치한 부영역에 대해서는 도 5의 경우처럼 변환하지 않지만, 직선(42) 위에 위치한 부영역에 대해서는 2차 함수형 비선형(nonlinear) 사상을 한다. 즉,

MaxP = Max (0=Max≤y1)

MaxP = a*Max2 + b*Max + c (y1=Max≤1+w)

MaxP=y라 하고 Max=x라 하면, 이차함수 y=ax2+bx+c는 다음과 같은 조건을 충족하는 것이 바람직하다.

첫째, y = y1에서 x = y1,

둘째, y = y1에서 접선의 기울기는 1,

셋째, x = (1+w)에서 y = yw

여기에서 첫째, 셋째 조건은 변환에 연속성을 두기 위한 것이고, 둘째 조건은 부영역 간 경계점에서 변환이 부드럽게 연결될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 조건으로부터 c, d 및 e를 구하면

a = -(1 + w - yw)/(1 + w - y1)2

b = 1 - 2*a*y1

c = yw - (1 + w)*b2 - (1 + w)2*a

그러면 위와 같이 결정된 함수로부터 최대 영상 신호[Max(R,G,B)]의 변환값 [MaxP(R,G,B)]을 구하고 직선의 방정식(41)을 이용하여 최소 영상 신호[Min(R,G,B)]의 변환값[MinP(R,G,B)]을 구한다. 또한, 중간 영상 신호[Mid(R,G,B)]의 변환값[MidP(R,G,B)]은 앞서 설명한 것처럼 입력 영상 신호의 비에 따라 결정된다.

4색 영상 신호 추출

그러면 백색 신호를 포함하는 4색 신호를 추출하는 방법에 대하여 도 7을 참 고로 하여 상세하게 설명한다.

도 7은 전술한 변환값(MinP(R,G,B), MidP(R,G,B), MaxP(R,G,B))을 이용하여 4색 영상 신호(MinF(R,G,B), MidF(R,G,B), MaxF(R,G,B), WF)를 구하는 방법을 나타내는 도면이다. 여기에서 MinF, MidF, MaxF, WF는 각각 최소 영상 신호의 최종 변환값, 중간 영상 신호의 최종 변환값, 최대 영상 신호의 최종 변환값 및 백색 영상 신호값을 나타낸다.

먼저, 백색 신호 값(WF)으로서 최소 영상 신호의 중간 변환값(MinP)을 그대로 사용한다. 나머지 최종 변환값(MinF, MidF, MaxF)은 중간 변환값(MinP, MidP, MaxP)에서 최소값(MinP)을 뺀 값으로 한다. 즉,

MinF = MinP - MinP = 0

MidF = MidP - MinP

MaxF = MaxP - MinP

WF = MinP

여기에서,

MidF = MidP MinP = MaxP*(MidP/MaxP)*(1 MinP/MidP)

MaxF = MaxP MinP = MaxP*(1 - MinP/MaxP)

인데, 앞서 설명한 것처럼, MidP/MaxP=Mid/Max, MinP/MidP=Min/Mid, MinP/MaxP=Min/Max이므로

MinF = 0

MidF = MaxP*(Mid/Max)*[(Mid - Min)/Mid]

MaxF = MaxP*[(Max - Min)/Max]

WF = MinP

여기에서 도 5에 도시한 이중 꺾은선 방법의 경우에는 수학식 3에서 구한 xw, yw를 수학식 6에 대입하여 구한 MaxP와 이에 따라 얻어지는 MinP를 대입하면 각 영상 신호를 Max, Mid, Min, V1, V2의 함수로 나타낼 수 있다. 도 6의 비선형 방법의 경우에는 수학식 3에서 구한 xw, yw와 수학식 8에서 구한 a, b, c를 수학식 7에 대입하여 구한 MaxP와 이에 따라 얻어지는 MinP를 대입하면 역시 각 영상 신호를 Max, Mid, Min, V1의 함수로 얻을 수 있다.

예를 들어, 이중 꺾은선 방법에서 V1= 0.25, v2 = 1.0가 최적의 값인 경우, 수학식 4와 수학식 5에서,

x1 = 3Minw/[4w[Min - Max] - Min],

y1 = 3bw/[4w[Min - Max] - Min],

x2 = (1 + w)*Min/Max,

y2 = (1 + w)

이고, 이를 수학식 6에 대입하여 MaxP와 MinP를 구한 후 이를 다시 수학식 11에 대입하여 4색 영상 신호를 구할 수 있다.

또, 비선형 방법에서 v1 = 1.0이 최적의 값인 경우 수학식 3에서,

x1 = 0,

y1 = 0

이 되고 이를 다시 수학식 8에 넣으면,

c = -(1 + w - yw)/(1+w)2

d = 1

e = 0

이 된다. 이를 수학식 7의 이차함수에 대입하면,

MaxP = [-(1 + w - yw)/(1+w)2]Max2 + Max

가 된다. 여기에 수학식 3의 yw = Max/(Max-Min)를 대입하여 정리하면,

MaxP = (1 + w)(1-Max)Max + Max3/(Max-Min)

와 같이 비교적 간단히 된다.

이를 수학식 11에 대입하면, 최대 영상 신호에 대한 최종 변환값(MaxF)은,

MaxF = MaxP*(1 - Min/Max)

= (1 + w)(1 - Max)[Min - Max]+Max2

= (1 - Max)[Min - Max]+w(1 - Max)[Min - Max]+Max2

이고, 중간 영상 신호에 대한 최종 변환값(MidF)은,

MidF = MaxP*(Mid/Max)*(1 - Min/Mid)

= (1 + w)(1 - Max)(Mid - Min)+(Mid - Min)/(Max - Mid)Max2

= (1-Max)(Mid-Min)+ w(1-Max)(Mid-Min)+(Mid-Min)/(Max-Mid)Max2

이며, 백색 영상 신호(WF)는,

WF = MinP

= MaxP*Min/Max

= (1 + w)(1 - Max)Min + Max2Min/(Max-Min)

= (1 - Max)Min + w(1 - Max)Min+ Max2Min/(Max-Min)

가 된다.

Max, Min이 모두 1보다 작기 때문에, 수학식 17 내지 수학식 19에 나타낸 각 항들은 0과 1 사이의 값을 가진다. 이에 따라 이를 ASIC(application specific integrated circuit)으로 구현하였을 때 비교적 작은 값들을 곱하거나, 나누거나, 합하는 연산만을 수행하므로 계산 속도를 줄일 수 있다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 신호 변환 장치 및 그 방법에 대하여 도 8 및 도 9를 참고로 하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 영상 신호의 변환 장치의 블록도로서, 도 1에 도시한 데이터 처리부(650)에 해당한다. 도 9는 도 8에 도시한 영상 신호 변환 장치의 동작을 순서대로 나타낸 흐름도의 예이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 데이터 처리부(650)는 최대값 및 최소값 추출부(651), 영역 판단부(652), 이에 연결되어 있는 고정 및 가변 변환부(653, 654), 그리고 고정 및 가변 변환부(653, 654)에 연결되어 있는 4색 신호 추출부(655)를 포함한다.

최대값 및 최소값 추출부(651)는 적색, 녹색, 청색의 3색 영상 신호가 입력되면(S901), 이 신호의 크기(또는 계조)를 비교하여, 최소값(Min), 최대값(Max)을 구한다(S902). 중간값(Mid)은 최대값 및 최소값이 결정되면 자연스럽게 정해진다.

이어 영역 판단부(652)는 영상 신호가 고정 변환 영역에 속하는지 가변 변환 영역에 속하는지 여부를 판단한다(S903). 이때의 판단은 수학식 1에 기초하여, (1+w)/w < Max/Min 을 충족하면 고정 변환 영역에 속하는 것으로 그렇지 않으면 가변 변환 영역에 속하는 것으로 판단한다.

입력 영상 신호가 고정 변환 영역에 속하는 경우에 고정 변환부(653)는 최소값(Min), 최대값(Max) 및 중간값(Mid)에 각각 (1+w)의 스케일링 인자를 곱하여 출력한다(S904). 이와는 달리 입력 영상 신호가 가변 변환 영역에 속하면, 가변 변환부(654)는 수학식 6 또는 수학식 7로 주어지는 최대값 변환을 수행하여 MaxP, MinP 및 MidP를 구하여 출력한다(S905).

4색 신호 추출부(655)는 수학식 9에 기초하여 변환부(653, 654)로부터의 값으로부터 백색 신호의 값을 추출하고(S906), 이어 나머지 3색 신호의 값을 추출한 다(S907).

본 발명의 다른 실시예에 따르면 가변 변환부(654)에서는 MaxP 및 MinP만을 계산하여 출력하고 4색 신호 추출부(655)가 수학식 11에 기초하여 4색 신호를 추출한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 4색 신호 추출부(654)를 따로 두지 않고 가변 변환부(654)에서 수학식 17 내지 수학식 19에 기초하여 4색 신호를 추출한다.

이런 방식으로, 고채도 또는 고휘도의 데이터를 동일한 비율로 증가시킴으로써 색의 달라짐 또는 동시적 대비의 문제를 방지하는 한편 계조간 뭉침 현상을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치로서,

상기 3색 영상 신호 중 최대값과 최소값을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부,

상기 최대값 및 상기 최소값으로부터 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역을 판단하는 영역 판단부, 그리고

상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역에 따라 상기 3색 영상 신호를 상기 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 변환부

를 포함하며,

상기 변환 영역은 고정 변환 영역과 가변 변환 영역을 포함하며,

상기 4색 신호 변환부는 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 고정된 스케일링 인자에 기초한 고정 신호 변환을 수행하고, 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 상기 3색 영상 신호에 의존하는 가변 신호 변환을 수행하는

영상 신호 변환 장치.
제1항에서,

임의의 3색 영상 신호에 대하여 상기 가변 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호는 상기 고정 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호에 비하여 크기 가 작은 영상 신호 변환 장치.
제2항에서,

상기 고정 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자를 곱하는 확장 변환과 상기 각 확장 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 확장 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함하는 영상 신호 변환 장치.
제3항에서,

상기 가변 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자를 곱하는 확장 변환, 상기 확장 변환값을 상기 3색 영상 신호의 크기에 따라 축소 변환하는 축소 변환, 그리고 상기 각 축소 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 축소 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함하는 영상 신호 변환 장치.
제4항에서,

상기 축소 변환은 상기 확장 변환값을 적어도 두 개의 부영역으로 구분하고 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용하는 영상 신호 변환 장치.
제5항에서,

상기 부영역은 상기 확장 변환값 중 최대값에 따라 구분하는 영상 신호 변환 장치.
제5항에서,

상기 적어도 두 개의 부영역의 수는 셋 이상이며 상기 변환식은 선형인 영상 신호 변환 장치.
제5항에서,

상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형인 영상 신호 변환 장치.
제8항에서,

상기 비선형 변환식은 2차 함수인 영상 신호 변환 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,

상기 고정 변환 영역과 상기 가변 변환 영역은 상기 최대값과 상기 최소값의 비에 의하여 결정되는 영상 신호 변환 장치.
제1항에서,

상기 가변 변환 영역은 두 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 가변 신호 변환은 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용하는 영상 신호 변환 장 치.
제11항에서,

상기 가변 변환 영역은 세 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 변환식은 선형인 영상 신호 변환 장치.
제11항에서,

상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형인 영상 신호 변환 장치.
제13항에서,

상기 비선형 변환식은 2차 함수인 영상 신호 변환 장치.
3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치로서,

상기 3색 영상 신호 중 최대값(Min)과 최소값(Min)을 추출하는 최대값 및 최소값 추출부,

상기 최대값과 상기 최소값의 비로부터 상기 3색 영상 신호가 고정 변환 영역에 속하는지 가변 변환 영역에 속하는지를 판단하는 영역 판단부, 그리고

상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호와 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대하여 다른 변환을 적용하여 4색 신호를 생성하는 4색 신호 생성부

를 포함하며,

상기 4색 신호 생성부는,

상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호의 경우 상기 최대값 및 상기 최소값에 소정의 스케일링 인자를 곱한 제1 변환값을 적어도 두 개의 부영역으로 구분하고, 상기 각 부영역에 서로 다른 변환식을 적용하여 따라 제2 변환값을 구하며, 상기 제2 변환값 중에서 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 제2 변환값에서 상기 제2 변환값의 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하여 출력하며,

상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호의 경우 상기 3색 영상 신호에 상기 스케일링 인자를 곱한 제1 변환값 중에서 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 제1 변환값에서 상기 제1 변환값의 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하여 출력하는

영상 신호 변환 장치.
제15항에서,

임의의 3색 영상 신호에 대하여 상기 제2 변환값은 상기 제1 변환값보다 작은 영상 신호 변환 장치.
제16항에서,

상기 제1 변환값의 최소값을 x, 최대값을 y, 상기 스케일링 인자를 (1+w)라 할 때 상기 부영역은 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1) (0< v1 <1)에 의하여 구 분되는 영상 신호 변환 장치.
제17항에서,

상기 부영역 중 상기 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1)의 아래에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값과 동일하고, 위에 위치한 부영역의 적어도 일부 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값의 선형 함수 또는 2차 함수이며, 상기 선형 함수의 기울기는 1보다 작은 영상 신호 변환 장치.
제16항에서,

상기 부영역의 수는 적어도 셋 이상이며, 상기 제1 변환값의 최소값을 x, 최대값을 y, 상기 스케일링 인자를 (1+w)라 할 때 상기 부영역은 제1 직선 y = [(w + v1)/w]x + (1 - v1) (0 < v1< 1) 및 제2 직선 y = (1 - v2)x + (1 + w*v2) (0 < v2 < 1)에 의하여 구분되는 영상 신호 변환 장치.
제19항에서,

상기 부영역 중 상기 제1 직선의 아래에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값과 동일하고, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선의 사이에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상기 제1 변환값의 선형 함수로서 기울기가 1보다 작으며, 상기 제2 직선 위에 위치한 부영역의 제1 변환값에 대한 제2 변환값은 상수인 영상 신호 변환 장치.
적색, 녹색 및 청색을 포함하는 3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 방법으로서,

상기 3색 영상 신호를 최대값, 최소값 및 중간값을 갖는 신호로 분류하는 단계,

상기 최대값과 상기 최소값의 비에 기초하여 상기 3색 영상 신호가 제1 변환 영역에 속하는지 제2 변환 영역에 속하는지를 판단하는 단계,

상기 제1 변환 영역에 속하는 경우에 상기 3색 영상 신호에 소정 값을 곱하는 단계,

상기 제2 변환 영역에 속하는 경우에 상기 3색 영상 신호를 상기 3색 영상 신호보다는 크고 상기 3색 영상 신호에 상기 소정 값을 곱한 값보다 작은 값으로 변환하는 단계,

상기 변환된 값 중 최소값을 상기 백색 신호값으로 추출하는 단계, 그리고

상기 변환된 값에서 상기 변환된 값의 최소값을 뺀 값을 상기 백색 신호를 제외한 나머지 4색 영상 신호의 값으로 출력하는 단계

를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제21항에서,

상기 변환 단계는,

상기 3색 영상 신호에 상기 소정 값을 곱하여 제1 변환값을 계산하는 단계,

상기 제1 변환값을 복수의 부영역으로 구분하는 단계, 그리고

상기 제1 변환값을 상기 부영역에 따라 다른 변환식을 적용하여 제2 변환값으로 변환하는 단계

를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제22항에서,

상기 변환식 중 적어도 하나는 선형 함수인 영상 신호 변환 방법.
제23항에서,

상기 변환식은 기울기가 서로 다른 세 개의 직선을 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제24항에서,

상기 세 개의 직선 중 적어도 하나는 0보다 크고 1보다 작은 기울기를 가지는 영상 신호 변환 방법.
제23항에서,

상기 변환식은 비선형 함수를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제26항에서,

상기 변환식은 2차 함수를 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제27항에서,

상기 변환식은 선형 함수를 더 포함하는 영상 신호 변환 방법.
제28항에서,

상기 2차 함수는 상기 부영역의 경계에서 상기 선형 함수의 기울기와 동일한 접선의 기울기를 가지는 영상 신호 변환 방법.
제29항에서,

상기 선형 함수의 기울기는 1인 영상 신호 변환 방법.
복수의 화소를 포함하는 표시 장치로서,

3색 영상 신호를 백색 신호를 포함하는 4색 영상 신호로 변환하는 장치,

상기 4색 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 데이터 전압으로서 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부

를 포함하며,

상기 영상 신호 변환 장치는

상기 3색 영상 신호 중 최대값과 최소값을 추출하는 최대값 및 최소값 추출 부,

상기 최대값 및 상기 최소값으로부터 상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역을 판단하는 영역 판단부, 그리고

상기 3색 영상 신호가 속하는 변환 영역에 따라 상기 3색 영상 신호를 상기 4색 영상 신호로 변환하는 4색 신호 변환부

를 포함하며,

상기 변환 영역은 고정 변환 영역과 가변 변환 영역을 포함하며,

상기 4색 신호 변환부는 상기 고정 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 고정된 스케일링 인자에 기초한 고정 신호 변환을 수행하고, 상기 가변 변환 영역에 속하는 상기 3색 영상 신호에 대해서는 상기 3색 영상 신호에 의존하는 가변 신호 변환을 수행하는

표시 장치.
제31항에서,

임의의 3색 영상 신호에 대하여 상기 가변 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호는 상기 고정 신호 변환을 적용하여 얻어진 4색 영상 신호에 비하여 크기가 작은 표시 장치.
제32항에서,

상기 고정 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자 를 곱하는 확장 변환과 상기 각 확장 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 확장 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함하는 표시 장치.
제33항에서,

상기 가변 신호 변환은 상기 각 3색 영상 신호에 대하여 상기 스케일링 인자를 곱하는 확장 변환, 상기 확장 변환값을 상기 3색 영상 신호의 크기에 따라 축소 변환하는 축소 변환, 그리고 상기 각 축소 변환값 중 최소값을 상기 백색 신호로 하고 상기 각 축소 변환값에서 상기 최소값을 뺀 값을 나머지 4색 영상 신호로 하는 추출 변환을 포함하는 표시 장치.
제34항에서,

상기 축소 변환은 상기 확장 변환값을 적어도 두 개의 부영역으로 구분하고 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용하는 표시 장치.
제35항에서,

상기 부영역은 상기 확장 변환값 중 최대값에 따라 구분하는 표시 장치.
제35항에서,

상기 적어도 두 개의 부영역의 수는 셋 이상이며 상기 변환식은 선형인 표시 장치.
제35항에서,

상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형인 표시 장치.
제38항에서,

상기 비선형 변환식은 2차 함수인 표시 장치.
제31항 내지 제39항 중 어느 한 항에서,

상기 고정 변환 영역과 상기 가변 변환 영역은 상기 최대값과 상기 최소값의 비에 의하여 결정되는 표시 장치.
제31항에서,

상기 가변 변환 영역은 두 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 가변 신호 변환은 상기 각 부영역에 대해서 서로 다른 변환식을 적용하는 표시 장치.
제41항에서,

상기 가변 변환 영역은 세 개 이상의 부영역으로 구분되며 상기 변환식은 선형인 표시 장치.
제41항에서,

상기 변환식 중 적어도 하나는 비선형인 표시 장치.
제43항에서,

상기 비선형 변환식은 2차 함수인 표시 장치.