KR101030423B1

KR101030423B1 - Display method and apparatus

Info

Publication number: KR101030423B1
Application number: KR1020090064642A
Authority: KR
Inventors: 계용찬; 김성원; 이호민; 박병훈; 이중기; 김성순
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-04-20
Also published as: KR20100094925A

Abstract

The image data display method according to the present invention comprises the steps of analyzing the histogram for each color signal of the input image frame, checking the grayscale for each color signal of a predetermined frame unit with reference to the analyzed histogram, and the maximum grayscale A process of setting a dimming factor in consideration of a gray value, a process of setting an image gain of image data for each color signal using the set dimming factor, applying the image gain to an input image, and applying a light source And applying the dimming factor to the output signal.

Projector, Projection, Brightness, Brightness, Control, DLP

Description

Display method and device {DISPLAY METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것으로써, 마이크로 프로젝터에 구비된 광원의 밝기를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display method and apparatus, and to a method and apparatus for controlling the brightness of a light source provided in a micro projector.

회의나 프레젠테이션에 있어서, 프로젝터는 컴퓨터 등의 화상 공급 장치로부터 수신된 화상 신호를 투영 광으로 변환하여 스크린 또는 화이트 보드 상에 확대 투영하기 위해 사용되고 있다. 이러한 프로젝터는 투과형 LCD(Liquid Crystal Display), 반사형 LCD, DMD(Digital Micromirror Device) 및 광원을 구비하며, LCD에 구비된 액정의 배향 각도를 제어하거나 DMD 소자의 온/오프 타임을 조절함으로써 그레이스케일을 표현함과 동시에 광원을 제어함으로써, 디스플레이하고자 하는 영상을 투영하게 된다. 이러한 프로젝터는 광원을 구동하는데 많은 전력을 필요로 하며, 전력 소모에 의한 발열이 많이 발생한다. 따라서, 프로젝터의 소모 전력을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 휴대용 단말에 프로젝터를 적용하는 경우, 1~2[W]의 소모 전력이 발열에 치명적인 영향을 주는 문제가 발생한다.In conferences and presentations, projectors are used to convert image signals received from an image supply device such as a computer into projection light and to project them on a screen or white board in an enlarged manner. These projectors include a transmissive liquid crystal display (LCD), a reflective LCD, a digital micromirror device (DMD), and a light source, and control grayscale by controlling the alignment angle of the liquid crystal included in the LCD or adjusting the on / off time of the DMD element. By controlling the light source at the same time to express the image to be displayed. Such a projector requires a lot of power to drive a light source, and generates a lot of heat generated by power consumption. Therefore, much research is being conducted to reduce the power consumption of the projector. In particular, when the projector is applied to a portable terminal, a power consumption of 1 to 2 [W] causes a fatal effect on heat generation.

한편, LCD 패널 및 광원으로서 백라이트를 갖는 액정 디스플레이 장치에서는, 디스플레이 데이터의 픽셀의 컬러 성분 적색, 녹색 및 청색의 값을 분석한 후, 서로 상관 관계에 있는 백라이트의 휘도와 LCD 패널의 휘도를 조절하는 방법을 사용하고 있다. 구체적으로, 휘도(Y) 신호를 연산하여 최대 계조값을 확인한 후, 최대 계조값을 기준으로 백라이트의 휘도와 LCD 패널의 휘도를 조절하거나, 또는 적색, 녹색 및 청색 값의 최대 계조값을 각각 확인한 후, 가장 큰 값을 갖는 최대 계조값을 기준으로 백라이트의 휘도와 LCD 패널의 휘도를 조절하는 방법을 사용한다.On the other hand, in a liquid crystal display device having a backlight as an LCD panel and a light source, after analyzing the color component red, green, and blue values of the pixels of the display data, the luminance of the backlight and the LCD panel which are correlated with each other are adjusted. I'm using the method. Specifically, after calculating the luminance (Y) signal to check the maximum gray scale value, the luminance of the backlight and the LCD panel are adjusted based on the maximum gray scale value, or the maximum gray scale values of the red, green, and blue values are respectively confirmed. After that, the brightness of the backlight and the brightness of the LCD panel are adjusted based on the maximum gray value having the largest value.

그러나, 이와 같은 액정 디스플레이 장치의 백라이트의 휘도와 LCD 패널의 휘도를 조절하는 방법을 프로젝터에 적용할 수는 있으나, 휘도(Y) 신호의 최대 계조값을 이용하게 되면 실제 RGB 각 신호에서 손실되는 데이터가 발생하여 색도의 오차(color error)가 발생될 수 있다. 또한, RGB의 가장 큰 값을 갖는 최대 계조값을 이용할 경우, 최대 계조값만을 이용하게 되므로, 적색, 녹색 및 청색 중 단색이 심한 화상의 경우에, 최대 계조값이 계조의 한계값(예컨대, 255)에 근접하게 되어 전력 소모의 절감 효과가 거의 없게되는 문제가 발생할 수 있다.However, the method of controlling the brightness of the backlight and the brightness of the LCD panel of the liquid crystal display device can be applied to the projector. However, if the maximum gray value of the luminance (Y) signal is used, the data lost in each RGB signal is actually lost. May occur and a color error may occur. In addition, when the maximum gray value having the largest value of RGB is used, only the maximum gray value is used. Therefore, in the case of an image having a high monochromatic color among red, green, and blue, the maximum gray value is the limit value of the gray level (for example, 255). ), There may be a problem that there is little power saving effect.

따라서, 프로젝터에서, 색도의 오차 없이 색신호의 이득 및 광원의 밝기를 효과적으로 제어할 수 있으면서, 광원을 구동하는데 소모되는 전력과 발열량을 줄일 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, in the projector, there is a need for a method capable of effectively controlling the gain of the color signal and the brightness of the light source without error in chromaticity, and reducing the power and the amount of heat generated to drive the light source.

본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로서, 영상데이터의 색신호에 대한 분포를 고려하여, 색도의 오차 없이 색신호의 이득 및 광원의 밝기를 효과적으로 제어할 수 있는 투사형 디스플레이 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described point, and provides a projection display method and apparatus capable of effectively controlling gain of a color signal and brightness of a light source without an error in chromaticity in consideration of the distribution of color signals of image data. There is a purpose.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 영상데이터의 디스플레이 방법은 입력받은 영상프레임의 색신호별 히스토그램을 분석하는 과정과, 분석된 히스토그램을 참조하여, 미리 정해진 프레임 단위의 색신호별 그레이스케일을 확인하는 과정과, 상기 그레이스케일의 최대 계조값을 고려하여 디밍 팩터(Dimming Factor)를 설정하는 과정과, 설정된 상기 디밍 팩터를 이용하여, 각 색신호별 영상데이터의 영상 이득을 설정하는 과정과, 입력받은 영상에 상기 영상 이득을 적용하고 광원에 상기 디밍 팩터를 적용하여, 영상신호를 출력하는 과정을 포함한다.In order to achieve the above object, a display method of image data according to an aspect of the present invention includes analyzing a histogram for each color signal of an input image frame, and referring to the analyzed histogram, grayscale for each color signal in a predetermined frame unit. Determining a dimming factor by considering a maximum gray scale value of the gray scale, and setting a video gain of image data for each color signal by using the set dimming factor; And applying the image gain to an input image and applying the dimming factor to a light source to output an image signal.

상기 디밍 팩터는, 그레이스케일 범위의 최대값을 상기 그레이스케일의 최대 계조값으로 나눗셈 연산하여 설정될 수 있다. The dimming factor may be set by dividing the maximum value of the grayscale range by the maximum grayscale value of the grayscale.

상기 영상 이득은, 상기 디밍 팩터에 역수를 취하여 획득될 수 있다. The image gain may be obtained by taking the inverse of the dimming factor.

또한, 상기 영상 이득은, 광원의 밝기와 비디오 데이터의 출력 사이의 관계를 고려하여 연산될 수 있다. In addition, the image gain may be calculated in consideration of the relationship between the brightness of the light source and the output of the video data.

본 발명의 다른 측면에 따른 영상데이터 디스플레이 장치는, 서로 다른 색신호를 출력하는 복수의 발광소자를 구비한 광원부와, 상기 광원부의 구동신호를 제공하는 광원구동부와, 상기 영상데이터를 미리 정해진 포맷의 색신호별 신호로 변환하는 영상변환부와, 영상 데이터를 이루는 각 픽셀의 색신호를 출력하도록 제어되는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널의 구동신호를 공급하는 패널구동부와, 상기 영상프레임들의 각 색신호별 히스토그램을 분석하여 각 색신호별 디밍 팩터(Dimming Factor)를 확인하고, 상기 디밍 팩터를 반영하여 광원의 밝기를 제어하는 신호를 광원구동부로 출력하고, 상기 디밍 팩터를 고려하여 각 색신호의 영상데이터 이득을 설정하고, 상기 이득을 반영한 영상데이터 신호를 패널구동부로 제공하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an image data display apparatus includes a light source unit including a plurality of light emitting elements for outputting different color signals, a light source driver providing a drive signal of the light source unit, and a color signal having a predetermined format for the image data. Analyzing an image conversion unit for converting a separate signal, a display panel controlled to output the color signal of each pixel constituting the image data, a panel driver for supplying a drive signal of the display panel, and histogram for each color signal of the image frame Determine the dimming factor for each color signal, output a signal controlling the brightness of the light source by reflecting the dimming factor to the light source driver, set the image data gain of each color signal in consideration of the dimming factor, And a controller for providing the image data signal reflecting the gain to the panel driver. All.

상기 제어부는 상기 영상프레임들의 각 색신호별 히스토그램을 분석하고, 각 색신호의 그레이스케일의 최대 계조값을 확인하는 히스토그램 분석부와, 상기 히스토그램 분석부로부터 상기 그레이스케일의 최대 계조값을 제공받고, 각 색신호별 디밍 팩터를 확인하는 디밍 팩터 연산부와, 상기 디밍 팩터 연산부로부터 상기 색신호별 디밍 팩터를 제공받고, 상기 광원의 밝기를 제어하기 위한 신호를 생성하여 광원구동부에 제공하는 PWM출력부와, 상기 디밍 팩터 연산부로부터 상기 디밍 팩터를 제공받고, 광원의 밝기와 각 색신호별 영상데이터 사이의 관계를 고려하여 색신호별 영상 이득을 확인하는 영상 이득 연산부와, 상기 영상 이득 연산부로부터 상기 색신호별 영상 이득을 제공받고, 색신호별 영상 데이터에 상기 색신호별 영상 이득을 각각 반영하여 상기 패널구동부로 출력하는 영상 데이터 출력부를 포함할 수 있다.The controller analyzes a histogram for each color signal of the image frames, receives a maximum grayscale value of the grayscale from the histogram analyzer, and checks the maximum grayscale value of the grayscale of each color signal. A dimming factor calculator for checking a dimming factor for each color, a PWM output unit receiving a dimming factor for each color signal from the dimming factor calculator, generating a signal for controlling the brightness of the light source, and providing the signal to a light source driver; An image gain calculator configured to check the image gain for each color signal in consideration of the relationship between the brightness of a light source and the image data for each color signal, and to receive the image gain for each color signal from the image gain calculator; The image gain for each color signal is reflected in the image data for each color signal. And an image data output unit output to the panel driver.

본 발명의 영상데이터의 디스플레이 방법 및 장치에 따르면, 영상데이터의 색분포에 따른 색신호의 이득 값을 증가시키면서 광원의 밝기를 줄임으로써, 디스플레이 장치를 구동하는데 소요되는 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다. According to the display method and apparatus of the image data of the present invention, by reducing the brightness of the light source while increasing the gain value of the color signal according to the color distribution of the image data, it is possible to reduce the power required to drive the display device.

또한, 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue) 값에 대한 포괄적인 밝기 제어를 수행함으로써, 색도의 오차가 없는 자연스러운 영상을 디스플레이할 수 있다.In addition, by performing comprehensive brightness control on the Red, Green, and Blue values, it is possible to display a natural image without chromaticity error.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific details appear in the following description, which is provided to help a more general understanding of the present invention, and it is common knowledge in the art that such specific matters may be changed or modified within the scope of the present invention. It is self-evident to those who have.

본 발명의 실시예에서, 영상데이터는 복수의 영상 프레임을 구비한다. 그리고 상기 영상 프레임은 소정 수의 픽셀을 구비하며, 각 픽셀은 색신호로 표현됨을 예시한다. 즉, 본 발명의 실시예에서, 색신호는 영상 프레임에 포함된 각 픽셀의 색을 표현하기 위해 구현되는 신호로써, R, G, B 신호를 예시한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 화상은 상기 영상데이터를 통해 출력되는 실질적인 출력물, 사람, 사물, 배경 등과 같은 영상을 지시한다.In an embodiment of the present invention, the image data includes a plurality of image frames. The image frame includes a predetermined number of pixels, and each pixel is represented by a color signal. That is, in the embodiment of the present invention, the color signal is a signal implemented to express the color of each pixel included in the image frame, and illustrates the R, G, and B signals. In addition, in the embodiment of the present invention, the image indicates an image such as a substantial output, a person, an object, a background, and the like output through the image data.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 대략적인 구성을 도 시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 입출력부(10), 영상변환부(20), 패널구동부(30), 광원구동부(40), 광원(50), 디스플레이 패널(60), 및 제어부(70)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a display apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a display device according to an embodiment of the present invention includes an input / output unit 10, an image converter 20, a panel driver 30, a light source driver 40, a light source 50, and a display panel ( 60, and a controller 70.

입출력부(10)는 외부 기기와의 영상데이터의 입출력을 위한 USB단자, D-SUB단자, S-Video단자, RCA단자, HDMI(High-Definition Multimedia Interface)를 포함하는 입출력 연결부(11)를 구비한다. 또한, 입출력부(10)는 입출력 연결부(11) 및 영상변환부(20) 사이에 연결되어, 입력되는 영상데이터를 영상변환부(20)로 전달하는 입출력 인터페이스(13)를 구비한다. The input / output unit 10 includes an input / output connection unit 11 including a USB terminal, a D-SUB terminal, an S-Video terminal, an RCA terminal, and an HDMI (High-Definition Multimedia Interface) for inputting / outputting image data with an external device. do. In addition, the input / output unit 10 includes an input / output interface 13 connected between the input / output connection unit 11 and the image conversion unit 20 to transfer the input image data to the image conversion unit 20.

본 발명에서 상기 영상데이터는 복수의 영상 프레임을 구비하며, 복수의 상기 영상 프레임이 소정의 시각(time)단위(예컨대, 1/30 초)로 직렬적으로 배열된 데이터를 예시한다.In the present invention, the image data includes a plurality of image frames, and illustrates the data in which the plurality of image frames are serially arranged in a predetermined time unit (for example, 1/30 second).

영상변환부(20)는 입력받은 영상데이터를 소정 포맷의 영상 신호로 변환한 후, 디스플레이 장치의 출력 해상도, 디스플레이 패널 픽셀 구성, 영상 프레임의 크기 등을 고려하여, 디스플레이 패널에 구비된 픽셀을 통해 실질적으로 표현할 수 있는 색신호로 변환한다. 예컨대, 상기 색신호는 RGB 신호일 수 있다.The image converting unit 20 converts the input image data into a video signal having a predetermined format, and then considers the output resolution of the display device, the display panel pixel configuration, the size of the image frame, and the like through the pixels provided in the display panel. Convert to a color signal that can be expressed substantially. For example, the color signal may be an RGB signal.

패널구동부(30)는 디스플레이 패널(60)에 구비된 각 픽셀이 상기 색신호를 표시할 수 있는 구동 신호를 생성한다. 또한, 패널구동부(30)는 광원(50)에 구비된 복수의 발광소자의 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여 광원구동부(40)에 제공한다. 상기 복수의 발광소자의 동작을 제어하는 제어신호는 제1광원제어경로(71) 및 제2광원제어경로(72)를 통해 광원구동부(40)에 전달된다.The panel driver 30 generates a driving signal for each pixel of the display panel 60 to display the color signal. In addition, the panel driver 30 generates a control signal for controlling the operation of the plurality of light emitting devices provided in the light source 50 and provides the same to the light source driver 40. Control signals for controlling the operations of the plurality of light emitting devices are transmitted to the light source driver 40 through the first light source control path 71 and the second light source control path 72.

광원(50)은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구동에 요구되는 광을 생성하여 디스플레이 패널(60)에 제공한다. 예컨대, 광원(50)은 서로 다른 색(적색(R), 녹색(G), 청색(B))을 발산하는 복수의 발광 소자를 구비할 수 있으며, 상기 복수의 발광 소자는 RGB 순차구동 방식에 기초하여 구동될 수 있다.The light source 50 generates light required for driving the display device according to an embodiment of the present invention and provides the light to the display panel 60. For example, the light source 50 may include a plurality of light emitting devices emitting different colors (red (R), green (G), and blue (B)), and the plurality of light emitting devices may be provided in an RGB sequential driving scheme. Can be driven based on this.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 구비된 광원의 구체적인 구성을 도시하는 예시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 구비된 광원(50)은 사각형의 다이크로익 미러(dichroic mirror)(52)와, 다이크로익 미러(52)에 마련된 3개의 면에 각각 배치되어 서로 적색, 녹색, 청색을 발광하는 복수의 발광소자(51R, 51G, 51B), 및 복수의 발광소자(51R, 51G, 51B)와 다이크로익 미러(52) 사이에 각각 마련되는 콘덴서렌즈(53)를 구비한다. 상기 복수의 발광소자(51R, 51G, 51B)로부터 발산되는 광신호는 다이크로익 미러(52)를 통해 조합되며, 다이크로익 미러(52)의 일 면을 통해 출사된다. 광원(50)은 상기 출사된 광을 유도하여 균일한 광속을 생성하는 광터널(54) 및 상기 광속을 소정의 각도(예컨대, 30˚)로 발산시키는 렌즈부(55)를 구비한다.2 is a diagram illustrating a specific configuration of a light source provided in the display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the light source 50 provided in the display device according to the exemplary embodiment may include three dichroic mirrors 52 and three dichroic mirrors 52. A plurality of light emitting elements 51R, 51G, 51B, respectively disposed on the surface and emitting red, green, and blue light, and provided between the plurality of light emitting elements 51R, 51G, 51B and the dichroic mirror 52, respectively. A condenser lens 53 is provided. The optical signals emitted from the plurality of light emitting elements 51R, 51G, and 51B are combined through the dichroic mirror 52 and are emitted through one surface of the dichroic mirror 52. The light source 50 includes an optical tunnel 54 for inducing the emitted light to generate a uniform luminous flux and a lens unit 55 for emitting the luminous flux at a predetermined angle (eg, 30 °).

나아가, 본 발명의 일 실시예에서 광원(50)의 구체적인 구성을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경되어 적용될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 서로 다른 색(R, G, B)을 발산하는 복수의 발광 소자에 대한 대안으로서, 단일의 광(예컨대, 백색광)을 생성하는 발광소자가 채택될 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 패널(60)에 서로 다른 색(R, G, B)이 RGB 순차구동 방식에 기초하여 제공될 수 있도록, 상 기 광원(50)과 디스플레이 패널(60) 사이에 컬러휠(Color Wheel)이 구비될 수도 있다.Furthermore, although the specific configuration of the light source 50 is illustrated in one embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and may be variously changed and applied by those skilled in the art. Of course. For example, as an alternative to a plurality of light emitting devices emitting different colors R, G, and B, light emitting devices generating a single light (eg, white light) may be adopted. In addition, a color wheel between the light source 50 and the display panel 60 so that different colors R, G, and B may be provided to the display panel 60 based on the RGB sequential driving method. ) May be provided.

디스플레이 패널(60)은 해상도에 대응하는 복수의 광 반사 유닛(또는 광 투과 유닛)을 구비한다. 상기 광 반사 유닛(또는 광 투과 유닛)들은 상기 패널 구동부(30)로부터 입력되는 신호에 의해, 광원(50)으로부터 입사되는 광의 반사 정도(또는 광의 투과 정도)를 조절하여 출력 광의 그레이스케일을 조절한다.The display panel 60 includes a plurality of light reflecting units (or light transmitting units) corresponding to the resolution. The light reflection units (or light transmitting units) adjust the gray scale of the output light by adjusting the degree of reflection (or the degree of light transmission) of the light incident from the light source 50 by the signal input from the panel driver 30. .

예컨대, 상기 디스플레이 패널(60)은 DMD(Digital Micromirror Device) 패널로서, 상기 패널 구동부(30)로부터 입력되는 신호에 의해 내부에 구비된 광 반사 유닛들의 각도를 제어하고, 광원(50)으로부터 입사되는 광을 상기 광 반사 유닛을 통해 반사시켜 출력 광의 그레이스케일을 조절할 수 있다. For example, the display panel 60 is a digital micromirror device (DMD) panel, which controls angles of light reflection units provided therein by a signal input from the panel driver 30, and is incident from the light source 50. Light may be reflected through the light reflecting unit to adjust the grayscale of the output light.

또한, DMD(Digital Micromirror Device) 패널에 대한 대안으로서, 상기 디스플레이 패널(60)은 LCD(Liquid Crystal Display)패널 또는 LCoS(Liquid Crystal On Silicon)패널이 채택될 수 있으며, 상기 패널 구동부(30)로부터 입력되는 신호에 의해 광 투과 유닛(또는 광 반사 유닛)으로서 구비된 액정의 배향 각도를 제어함으로써, 출력 광의 그레이스케일을 조절할 수 있음은 물론이다. In addition, as an alternative to the digital micromirror device (DMD) panel, the display panel 60 may be a liquid crystal display (LCD) panel or a liquid crystal on silicon (LCoS) panel, and may be adopted from the panel driver 30. Of course, the gray scale of the output light can be adjusted by controlling the alignment angle of the liquid crystal provided as the light transmitting unit (or light reflecting unit) by the input signal.

제어부(70)는 입출력부(10), 영상변환부(20), 패널구동부(30), 및 광원구동부(40)에 연결되어 상기 각 기능부(10,20,30,50)를 제어하기 위한 제어신호를 제공한다.The controller 70 is connected to the input / output unit 10, the image converter 20, the panel driver 30, and the light source driver 40 to control each of the functional units 10, 20, 30, and 50. Provide control signals.

기본적으로, 제어부(70)는 전원버튼을 포함한 각종의 조작 버튼을 포함한 키 입력부(미도시)와 접속될 수 있으며, 키 입력부로부터 입력되는 신호를 수신하고, 수신된 상기 신호에 대응하는 동작을 위해 상기 각 기능부(10,20,30,50)를 제어한다. 예컨대, 제어부(70)는 키 입력부로부터의 입력에 대응하여 장치의 해상도, 동작 제어 메뉴, 동작 상태 및 각종의 가이드 메시지를 표시하도록 영상변환부(20), 패널구동부(30), 및 광원구동부(40)를 제어한다.Basically, the control unit 70 may be connected to a key input unit (not shown) including various operation buttons including a power button, for receiving a signal input from the key input unit, and for an operation corresponding to the received signal. Each of the functional units 10, 20, 30, 50 is controlled. For example, the controller 70 may include an image converter 20, a panel driver 30, and a light source driver to display a resolution, an operation control menu, an operation state, and various guide messages of the device in response to an input from the key input unit. 40).

상기 제어부(70)는 영상변환부(20)를 통해 입력되는 복수의 영상프레임에 포함된 각 색신호(예컨대, RGB 신호)를 분석하여, 각 색신호별 영상데이터의 이득을 확인하고, 각 색신호에 대한 광원의 밝기 레벨을 제어하는 신호를 생성한다. The controller 70 analyzes each color signal (eg, an RGB signal) included in the plurality of image frames input through the image converter 20, checks the gain of the image data for each color signal, and Generate a signal to control the brightness level of the light source.

바람직하게, 상기 제어부(70)는 각 영상프레임의 색신호별 히스토그램을 분석하고, 각 색신호의 그레이스케일의 최대 계조값을 각각 확인한 후, 각 그레이스케일 최대 범위의 값을 각 색신호의 상기 최대 계조값으로 나눗셈 연산하여 광원의 밝기를 제어하기 위한 디밍 팩터(Dimming Factor)를 확인한다. 그리고 상기 디밍 팩터를 고려하여 광원의 밝기를 제어하는 PWM신호의 듀티 비(Duty Rate)를 결정한 후, 최종적으로 광원의 밝기를 제어하는 PWM신호를 제3광원제어경로(73)를 통해 광원구동부(40)에 제공한다. 이에 따라, 광원구동부(40)는 광원(50)에 구비된 복수의 발광소자(도 5의 51R, 51G, 51B 참조)의 밝기 레벨을 제어한다.Preferably, the controller 70 analyzes the histogram for each color signal of each image frame, checks the maximum grayscale value of the grayscale of each color signal, and then converts the value of each grayscale maximum range into the maximum grayscale value of each color signal. The dividing operation checks the dimming factor for controlling the brightness of the light source. The duty ratio of the PWM signal controlling the brightness of the light source is determined in consideration of the dimming factor, and finally, the PWM signal controlling the brightness of the light source is controlled through the third light source control path 73. 40). Accordingly, the light source driver 40 controls the brightness levels of the plurality of light emitting devices (see 51R, 51G, and 51B of FIG. 5) included in the light source 50.

또한, 상기 제어부(70)는 광원의 밝기(Φ_M)와 비디오 데이터의 출력(V_in) 사이의 관계를 고려하여, 각 색신호의 이득을 확인할 수 있다. 그리고, 확인된 이득을 각 색신호의 영상데이터에 반영하여, 패널의 각 픽셀별 색신호를 표현하기 위한 각 색신호의 영상데이터를 패널구동부(30)에 제공한다. In addition, the controller 70 may check the gain of each color signal in consideration of the relationship between the brightness Φ _M of the light source and the output V _in of the video data. Then, the obtained gain is reflected in the image data of each color signal, and the panel driver 30 provides the image data of each color signal for representing the color signal for each pixel of the panel.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 제어부(70)의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the controller 70 included in the display device according to an exemplary embodiment.

상기 제어부(70)는 히스토그램 분석부(75R,75G,75B)와, 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)와, 영상 이득 연산부(77R,77G,77B)와, PWM출력부(78R,78G,78B)와, 영상 데이터 출력부(79R,79G,79B)를 포함한다.The controller 70 includes histogram analyzer 75R, 75G, 75B, dimming factor calculator 76R, 76G, 76B, image gain calculator 77R, 77G, 77B, PWM output unit 78R, 78G, 78B) and video data output units 79R, 79G, and 79B.

히스토그램 분석부(75R,75G,75B)는 각 색신호(RGB신호)의 히스토그램을 분석하고, 현재 영상에 대한 각 색신호의 최대 계조값을 각각 확인한다. 예컨대, 도 4a 내지 4c와 같이, 적색 히스토그램 분석부(75R)는 도 4a에 예시되는 그래프에서와 같이 적색에 대한 그레이스케일 값을 분석하고 적색 그래이스케일의 최대 계조값이 200임을 확인한다. 이와 마찬가지로, 녹색 히스토그램 분석부(75G)는 도 4b에 예시되는 그래프에서와 같이 녹색에 대한 그레이스케일 값을 분석하여 녹색 그래이스케일의 최대 계조값이 230임을 확인하고, 청색 히스토그램 분석부(75B)는 도 4c에 예시되는 그래프에서와 같이 청색에 대한 그레이스케일 값을 분석하여 청색 그래이스케일의 최대 계조값이 185임을 확인한다. The histogram analyzer 75R, 75G, 75B analyzes the histogram of each color signal (RGB signal) and checks the maximum gray value of each color signal for the current image. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, the red histogram analyzer 75R analyzes grayscale values for red as shown in the graph illustrated in FIG. 4A and confirms that the maximum grayscale value of the red grayscale is 200. Similarly, the green histogram analyzer 75G analyzes grayscale values for green as shown in the graph illustrated in FIG. 4B to confirm that the maximum grayscale value of the green grayscale is 230, and the blue histogram analyzer 75B As shown in the graph illustrated in FIG. 4C, grayscale values for blue are analyzed to confirm that the maximum grayscale value of the blue grayscale is 185.

디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)는 각 색신호에 대응하는 각각의 히스토그램 분석부(75R,75G,75B)로부터 상기 최대 계조값을 제공받고, 상기 최대 계조값을 이용하여 각 색신호의 디밍 팩터(Dimming Factor)를 각각 연산한다. 구체적으로, 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)는 그레이스케일의 범위를 각 색신호의 상기 최대 계조값으로 나눗셈 연산함으로써, 각 색신호의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 획득한다. 즉, 제1디밍 팩터 연산부(76R)는 그레이스케일의 범위의 최대값인 255를 적색의 그레이스케일의 최대 계조값인 200으로 나눗셈 연산함으로써 적색신호의 디밍 팩터(α_R)를 획득하고, 제2디밍 팩터 연산부(76G)는 255를 녹색의 그레이스케일의 최대 계조값인 230으로 나눗셈 연산함으로써 녹색신호의 디밍 팩터(α_G)를 획득하고, 제3디밍 팩터 연산부(76B)는 255를 청색의 그레이스케일의 최대 계조값인 185로 나눗셈 연산함으로써 청색신호의 디밍 팩터(α_G)를 획득한다. 이와 같이 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)가 획득한 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)는 영상 이득 연산부(77R,77G,77B) 및 PWM출력부(78R,78G,78B)에 제공된다.The dimming factor calculator 76R, 76G, 76B receives the maximum gray scale value from each histogram analyzer 75R, 75G, 75B corresponding to each color signal, and uses the maximum gray scale value to dimming factor ( Calculate Dimming Factor). Specifically, the dimming factor calculators 76R, 76G, and 76B obtain a dimming factor α _R , α _G , α _B of each color signal by dividing the grayscale range by the maximum gray value of each color signal. That is, the first dimming factor calculator 76R obtains the dimming factor α _R of the red signal by dividing 255, which is the maximum value of the grayscale range, by 200, which is the maximum grayscale value of the red grayscale. The dimming factor calculator 76G divides 255 by 230, which is the maximum gray value of the green grayscale, to obtain a dimming factor α _G of the green signal, and the third dimming factor calculator 76B converts 255 to blue gray. By dividing by 185, which is the maximum gray scale value of the scale, the dimming factor α _G of the blue signal is obtained. The dimming factors α _R , α _G , and α _B obtained by the dimming factor calculators 76R, 76G, and 76B are transferred to the image gain calculators 77R, 77G, and 77B and the PWM output units 78R, 78G, and 78B. Is provided.

한편, 광원의 밝기(Φ_M)와 영상 데이터의 출력값(V_in)은 하기의 수학식 1로 표현되는 관계를 갖는다. 따라서, 영상 이득 연산부(77R,77G,77B)는 광원의 밝기(Φ_M)와 영상 데이터의 출력(V_in) 사이의 관계를 고려하여, 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 연산한다. 영상 이득 연산부(77R,77G,77B)는 각각 대응하는 색신호의 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)에 연결되며, 수학식 2의 연산을 통해 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 획득할 수 있다. Meanwhile, the brightness Φ _M of the light source and the output value V _in of the image data have a relationship represented by Equation 1 below. Therefore, the image gain calculators 77R, 77G, and 77B consider the relationship between the brightness Φ _M of the light source and the output V _in of the image data, and thus the image gains G _R , G _G , and G _B of each color signal. ) Respectively. The image gain calculators 77R, 77G, and 77B are connected to the dimming factor calculators 76R, 76G, and 76B of the corresponding color signals, respectively, and the image gains G _R , G _G , and G of the respective color signals are calculated through the equation (2). _B ) can be obtained respectively.

Φ_M=(V_in)^γ Φ _M = (V _in ) ^γ

여기서, γ는 디스플레이장치의 출력 특성에 따라 미리 설정되는 상수값이 다.Here, γ is a constant value preset according to the output characteristic of the display device.

G_R=α_R ¹ ^/γ G _R = α _R ¹ ^{/ γ}

G_G=α_G ¹ ^/γ G _G = α _G ¹ ^{/ γ}

G_B=α_B ^1/γ G _B = α _B ^{1 / γ}

여기서, α_R,α_G,α_B는 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)로부터 각각 제공받은 디밍 팩터이다. Here, α _R , α _G , α _B are dimming factors provided from the dimming factor calculators 76R, 76G, and 76B, respectively.

비록, 본 발명의 일 실시예에서, 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 연산하는 방법을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 영상 이득 연산부(77R,77G,77B)는 상기 각각의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)에 역수를 취한 값을 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)으로 사용할 수도 있다.Although the exemplary embodiment of the present invention exemplifies a method of calculating the image gains G _R , G _G , and G _B of each color signal, the present invention is not limited thereto. For example, the image gain calculators 77R, 77G, and 77B convert the value obtained by inverse of the respective dimming factors α _R , α _G , and α _B to the image gains G _R , G _G , and G _B of the respective color signals. Can also be used.

PWM출력부(78R,78G,78B)는 각각 대응하는 색신호의 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B)에 연결되어 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 제공받으며, 각 색신호의 광신호의 듀티 비(Duty Rate)를 연산한 후, 상기 듀티 비를 반영하여 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 PWM 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM; 도 5참조)를 광원구동부(40)로 출력한다. 예시한 바와 같이, 적색, 녹색, 청색 각 색신호의 상기 최 대 계조값이 각각 230, 200, 185인 경우, 광원의 출력을 별도로 제어하지 않는 경우에 비하여 상대적으로 각각 광신호 출력을 22%, 10%, 27%정도 줄일 수 있는 효과가 있다.The PWM output units 78R, 78G, and 78B are connected to the dimming factor calculators 76R, 76G, and 76B of the corresponding color signals, respectively, to receive the dimming factors α _R , α _G , and α _B , and the optical signals of the respective color signals. After calculating the duty ratio of (Duty Rate), and outputs a PWM signal (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM; see Fig. 5) for controlling the brightness level of the light emitting device by reflecting the duty ratio to the light source driver 40 do. As illustrated, when the maximum gray values of the red, green, and blue color signals are 230, 200, and 185, respectively, the optical signal outputs are 22% and 10, respectively, as compared to the case where the output of the light source is not controlled separately. %, 27% can be reduced.

영상 데이터 출력부(79R,79G,79B)는 영상 변환부(20)로부터 각 색신호별 영상신호를 제공받고, 영상 이득 연산부(77R,77G,77B)로부터 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 제공받는다. 그리고, 영상 데이터 출력부(79R,79G,79B)는 각 색신호별 영상신호에 각각 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 반영하여 패널구동부(30)로 출력한다.The image data output units 79R, 79G, and 79B receive the image signals for each color signal from the image converter 20, and the image gains G _R , G _G of the respective color signals from the image gain calculators 77R, 77G, 77B. , G _B ). The image data output units 79R, 79G, and 79B reflect the image gains G _R , G _G , and G _{B in the} image signals for each color signal, and output them to the panel driver 30.

상기 히스토그램 분석부(75R,75G,75B)는 기본적으로 각 영상 프레임마다 각 색신호의 그레이스케일값을 연산하여, 각 색의 그레이스케일의 최대 계조값을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 제어부(70)의 데이터 처리량을 줄이기 위하여 상기 히스토그램 분석부(75R,75G,75B)는 복수의 영상 프레임단위(예컨대, 5개의 영상 프레임 단위)의 각 색신호의 그레이스케일의 평균값을 연산하여, 각 색의 그레이스케일의 최대 계조값을 확인할 수도 있다. 그리고, 이에 대응하여 디밍 팩터 연산부(76R,76G,76B), 영상 이득 연산부(77R,77G,77B), PWM출력부(78R,78G,78B), 및 영상 데이터 출력부(79R,79G,79B)의 동작이 제어되며, 상기 복수의 영상 프레임단위마다 PWM출력부(78R,78G,78B) 및 영상 데이터 출력부(79R,79G,79B)의 출력 값을 갱신할 수 있다.The histogram analyzer 75R, 75G, and 75B basically checks the grayscale value of each color signal for each image frame and checks the maximum grayscale value of the grayscale of each color. Furthermore, in order to reduce the data throughput of the controller 70, the histogram analyzer 75R, 75G, 75B calculates an average value of grayscales of each color signal of a plurality of image frame units (for example, five image frame units). You can also check the maximum gradation value of the grayscale of each color. In response thereto, the dimming factor calculators 76R, 76G and 76B, the image gain calculators 77R, 77G and 77B, the PWM output units 78R, 78G and 78B, and the image data output units 79R, 79G and 79B. May be controlled, and the output values of the PWM output units 78R, 78G, and 78B and the image data output units 79R, 79G, and 79B may be updated for each of the plurality of image frame units.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 광원구 동부(40)의 구체적인 구성을 예시하는 회로도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원구동부(40)는 배터리(BAT), 벅-부스트 컨버터(41), 저항(R11, R12) 및 커패시터(10)를 포함하는 전원공급부를 구비한다. 상기 전원공급부(BAT, 41, R11, R12, C10)는 적색, 녹색, 청색의 발광소자(51R, 51G, 51B)에 각각 연결되며, 상기 발광소자(51R, 51G, 51B)의 구동에 필요한 전원을 공급한다.Meanwhile, FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of a light source bulb eastern 40 provided in the display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the light source driver 40 according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit including a battery BAT, a buck-boost converter 41, resistors R11 and R12, and a capacitor 10. Equipped. The power supply units BAT, 41, R11, R12, and C10 are connected to the red, green, and blue light emitting devices 51R, 51G, and 51B, respectively, and are required to drive the light emitting devices 51R, 51G, and 51B. To supply.

광원구동부(40)는 패널구동부(30)에 연결된 제1광원제어경로(71(71R, 71G, 71B))를 통해 적색, 녹색, 청색의 발광소자(51R, 51G, 51B) 각각의 동작 신호(RED ENABLE, GREEN ENABLE, BLUE ENABLE)를 입력받는다. 광원구동부(40)는 입력받은 상기 동작 신호(RED ENABLE, GREEN ENABLE, BLUE ENABLE)를 제1아날로그 스위치(43)를 통해 상기 전원공급부(BAT, 41, R11, R12, C10)에 제공하는 회로를 구비한다. The light source driver 40 may operate through the first light source control paths 71 (71R, 71G, and 71B) connected to the panel driver 30, respectively, for operating signals of the red, green, and blue light emitting devices 51R, 51G, and 51B. RED ENABLE, GREEN ENABLE, BLUE ENABLE). The light source driver 40 provides a circuit for providing the input operation signals RED ENABLE, GREEN ENABLE, BLUE ENABLE to the power supply units BAT, 41, R11, R12, and C10 through a first analog switch 43. Equipped.

또한, 광원구동부(40)는 패널구동부(30)에 연결된 제2광원제어경로(72(72R, 72G, 72B))를 통해 적색, 녹색, 청색의 발광소자(51R, 51G, 51B)의 출력을 제어하기 위한 펄스폭 변조 신호(RED PWM, GREEN PWM, BLUE PWM)를 입력받는다. 여기서, 상기 발광소자(51R, 51G, 51B)의 출력을 제어하기 위한 신호는 적색, 녹색, 청색의 발광소자(51R, 51G, 51B)의 기본 밝기를 제어하는 신호로써, 이하에서는 광 출력 제어신호라 한다.In addition, the light source driver 40 outputs the red, green, and blue light emitting elements 51R, 51G, and 51B through the second light source control paths 72 (72R, 72G, and 72B) connected to the panel driver 30. Receives pulse width modulated signals (RED PWM, GREEN PWM, BLUE PWM) for control. Here, the signal for controlling the output of the light emitting elements 51R, 51G, 51B is a signal for controlling the basic brightness of the light emitting elements 51R, 51G, 51B of red, green, and blue. It is called.

한편, 광원구동부(40)는 입력받은 상기 광 출력 제어신호(RED PWM, GREEN PWM, BLUE PWM)를 각각 RC필터(42), 저항(R31, R32, R32), 및 제1아날로그 스위치(43)를 통해 상기 전원공급부(BAT, 41, R11, R12, C10)에 제공하는 회로를 구비하며, 광원구동부(40)는 동시에 각각 RC필터(42), 저항(R31, R32, R32, R41, R42, R43)을 통해 적색, 녹색, 청색의 발광소자(51R, 51G, 51B)의 음극 단자에 연결하는 회로를 구비한다.On the other hand, the light source driver 40 is the RC filter 42, the resistors (R31, R32, R32), and the first analog switch 43, respectively, the input light output control signal (RED PWM, GREEN PWM, BLUE PWM) received And a circuit provided to the power supply units BAT, 41, R11, R12, and C10, and the light source driver 40 simultaneously includes the RC filter 42, the resistors R31, R32, R32, R41, R42, R43) is provided with a circuit for connecting to the negative terminal of the red, green, and blue light emitting elements (51R, 51G, 51B).

또한, 광원구동부(40)는 제어부의 PWM출력부(78R,78G,78B)에 연결된 제3광원제어경로(73(73R, 73G, 73B))를 통해 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 입력받는다. 광원구동부(40)는 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 각각 RC필터(44, 45, 46), 저항(R1, R2, R3), 및 제2 아날로그 스위치(47)를 통해 제1아날로그 스위치(43)에 제공하는 회로를 구비한다.In addition, the light source driver 40 controls the brightness level of the light emitting device through the third light source control path 73 (73R, 73G, 73B) connected to the PWM output units 78R, 78G, and 78B of the controller. R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) are input. The light source driver 40 receives signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the light emitting device, respectively, the RC filters 44, 45, 46, resistors R1, R2, R3, and the second analog. A circuit is provided to the first analog switch 43 through the switch 47.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 제어부의 PWM출력부(78R,78G,78B)에 의해 출력되는 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) 타이밍도의 일 예시도이다. 적색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM)는 제1 및 제3구간(61, 63)에서 출력되고, 녹색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC G_PWM)는 제2 및 제4구간(62, 64)에서 출력되고, 청색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC B_PWM)는 제5구간(65)에서 출력된다. 적색, 녹색, 청색 각 색신호의 히스토그램의 최대 계조값이 각각 230, 200, 185인 경우, 상기 최대 계조값을 반영하여 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 확인하고, 확인된 디밍 팩터에 대응하는 만큼의 듀티 비를 저감시켜 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 PWM신호로 출력함으로써, 광원의 출력을 별도로 제어하지 않는 경우에 비하여 상대적으로 각 발광소자의 구동전류를 해당크기(67,68,69) 만큼 저감 시킬 수 있다. 6 is a signal for controlling the brightness level of the light emitting device output by the PWM output unit 78R, 78G, 78B of the control unit provided in the display device according to an embodiment of the present invention (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM ) Is an example of a timing diagram. The signal GBC R_PWM for controlling the brightness level of the red light emitting device is output in the first and third sections 61 and 63, and the signal GBC G_PWM for controlling the brightness level of the green light emitting device is the second and fourth. The signal GBC B_PWM, which is output in the sections 62 and 64 and controls the brightness level of the blue light emitting device, is output in the fifth section 65. When the maximum gray value of the histogram of each of the red, green, and blue color signals is 230, 200, and 185, the dimming factor (α _R , α _G , α _B ) is checked by reflecting the maximum gray value, and the identified dimming factor By reducing the duty ratio corresponding to, outputting it as a PWM signal that controls the brightness level of the light emitting device, the driving current of each light emitting device is relatively larger than the case of not separately controlling the output of the light source. , 69).

비록 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3광원제어경로(73(73R, 73G, 73B))가 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 각각 전달하도록 구비된 복수의 경로임을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 제어부의 PWM출력부(78R,78G,78B)가 RGB 순차 구동방식으로 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 출력하는 경우 단일의 경로를 이용하여 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 해당 제어신호의 출력타이밍에 출력할 수 있음은 물론이다.Although in one embodiment of the present invention, the third light source control path 73 (73R, 73G, 73B) is provided to transmit the signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the light emitting device, respectively Although illustrated as a plurality of paths, the present invention is not limited thereto. For example, when the PWM output units 78R, 78G, and 78B of the control unit output signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, and GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the light emitting device by the RGB sequential driving method, the light is emitted using a single path. Of course, signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the device may be output to the output timing of the corresponding control signal.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 제어부의 PWM출력부(78R,78G,78B)에 의해 출력되는 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM) 타이밍도의 다른 예시도이다. 도 7에 도시된 타이밍도의 다른 예시도는 제어부의 PWM출력부(78R,78G,78B)가 RGB 순차 구동방식으로 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)를 출력하는 경우를 예시한다. 도 7을 참조하면, 단일의 경로를 통해 RGB 순차 구동방식으로 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM)가 출력된다. 그리고 도 6에 도시된 타이밍도의 일 예시도와 마찬가지로, 적색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC R_PWM)는 제1 및 제3구간(71, 73)에서 출력되고, 녹색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC G_PWM)는 제2 및 제4구간(72, 74)에서 출력되고, 청색 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호(GBC B_PWM)는 제5구 간(75)에서 출력되며, 광원의 출력을 별도로 제어하지 않는 경우에 비하여 상대적으로 각 발광소자의 구동전류를 해당크기(77,78,79) 만큼 절감할 수 있다. 7 is a signal for controlling the brightness level of the light emitting device output by the PWM output unit 78R, 78G, 78B of the control unit provided in the display device according to an embodiment of the present invention (GBC R_PWM, GBC G_PWM, GBC B_PWM ) Is another exemplary diagram of the timing chart. Another exemplary diagram of the timing diagram shown in FIG. 7 shows that the PWM output units 78R, 78G, and 78B of the controller control signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, and GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the light emitting device by the RGB sequential driving method. Example of output. Referring to FIG. 7, signals (GBC R_PWM, GBC G_PWM, and GBC B_PWM) for controlling the brightness level of the light emitting device are output through a single path through the RGB path. 6, the signal GBC R_PWM for controlling the brightness level of the red light emitting device is output in the first and third sections 71 and 73 and the brightness level of the green light emitting device. The signal GBC G_PWM for controlling the signal is output in the second and fourth sections 72 and 74, and the signal GBC B_PWM for controlling the brightness level of the blue light emitting device is output in the fifth section 75. Compared with the case where the output of the light source is not separately controlled, the driving current of each light emitting device can be reduced by the corresponding size (77, 78, 79).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상데이터 디스플레이 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a procedure of an image data display method according to an embodiment of the present invention.

영상데이터 디스플레이 방법에 따르면, 우선 외부로부터 복수의 프레임을 포함하는 영상데이터를 입력받고(100단계), 입력받은 각 프레임에 포함된 색분포에 대한 히스토그램 값을 추출한다(200단계). According to the image data display method, first, image data including a plurality of frames is input from the outside (step 100), and a histogram value for color distribution included in each input frame is extracted (step 200).

다음으로, 각 프레임 별로 추출된 히스토그램에 기초하여, 각 프레임의 색상(예컨대, 적색, 녹색, 청색)별 그레이스케일을 확인하고, 상기 그레이스케일에 대한 단위 프레임별 그레이스케일값(예컨대, 도 4a, 4b, 4c에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색의 그레이스케일)을 추출한다(300단계). 그리고, 300단계에서는, 각 색신호의 단위 프레임별 그레이스케일값에 대한 최대 계조값을 각각 연산한다.Next, based on the histogram extracted for each frame, the grayscale for each color (for example, red, green, and blue) of each frame is checked, and the grayscale value for each unit frame for the grayscale (for example, FIG. 4A, As shown in 4b and 4c, gray scales of red, green and blue colors are extracted (step 300). In operation 300, a maximum gray value of each gray frame value of each color signal of each color signal is calculated.

나아가, 300단계에서, 단위 프레임은 하나의 영상프레임으로 설정될 수 있으며, 이에 대응하여 영상 프레임에 각각에 대하여 개별적으로 그레이스케일값에 대한 최대 계조값을 연산하고, 이하의 단계(400~700단계)에서 각 프레임에 대해 개별적으로 연산된 상기 최대 계조값을 이용할 수 있으나, 데이터 처리량을 줄이기 위하여 복수의 프레임을 하나의 단위로 설정하여 처리할 수 있다. 예컨대, 5개의 프레임을 하나의 단위 프레임으로 설정하고, 5개의 프레임 각각에 대한 색신호별 그레이스케일을 추출한 후, 추출된 값을 평균화하여 각 색신호의 단위 프레임별 그레이스케일의 최대 계조값을 확인할 수도 있다.Further, in step 300, the unit frame may be set to one image frame, and correspondingly, the maximum gray value of the grayscale value is calculated for each image frame in response to each of the following steps (steps 400 to 700). In this case, the maximum gray value calculated for each frame may be used. However, in order to reduce data throughput, a plurality of frames may be set as one unit and processed. For example, after setting five frames as one unit frame, extracting grayscales for each color signal for each of the five frames, and then averaging the extracted values, the maximum grayscale value of grayscales for each unit frame of each color signal may be confirmed. .

400단계에서는, 상기 300단계에서 추출한 각 색신호(예컨대, 적색, 녹색, 청색)의 단위 프레임별 그레이스케일값을 이용하여 각 색신호의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 획득한다. 상기 디밍 팩터는 그레이스케일의 범위를 각 색신호의 상기 최대 계조값으로 나눗셈 연산함으로써, 획득할 수 있다. 즉, 그레이스케일의 범위의 최대값인 255를 적색의 그레이스케일의 최대 계조값인 200으로 나눗셈 연산함으로써 적색신호의 디밍 팩터(α_R)를 획득하고, 255를 녹색의 그레이스케일의 최대 계조값인 230으로 나눗셈 연산함으로써 녹색신호의 디밍 팩터(α_G)를 획득하고, 255를 청색의 그레이스케일의 최대 계조값인 185로 나눗셈 연산함으로써 청색신호의 디밍 팩터(α_G)를 획득할 수 있다. In step 400, the dimming factors α _R , α _G , and α _B of each color signal are obtained by using grayscale values for each unit frame of each color signal (eg, red, green, and blue) extracted in step 300. The dimming factor may be obtained by dividing the grayscale range by the maximum gray value of each color signal. That is, the dimming factor α _R of the red signal is obtained by dividing 255, which is the maximum value of the grayscale range, by 200, which is the maximum gray value of the red grayscale, and 255 is the maximum grayscale value of the green grayscale. By dividing by 230, the dimming factor α _G of the green signal may be obtained, and the dimming factor α _G of the blue signal may be obtained by dividing 255 by 185 which is the maximum gray value of the blue grayscale.

500단계에서는 상기 수학식 1로 표현된 광원의 밝기(Φ_M)와 영상 데이터의 출력값(V_in) 사이의 관계를 고려하여, 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 획득한다. 영상 이득(G_R, G_G, G_B)의 연산은 상기의 수학식 2의 연산을 통해 획득할 수 있다.In operation 500, the image gains G _R , G _G , and G _B of the respective color signals are respectively determined in consideration of the relationship between the brightness Φ _M of the light source represented by Equation 1 and the output value V _in of the image data. Acquire. The operation of the image gains G _R , G _G , and G _B may be obtained through the operation of Equation 2 above.

비록, 본 발명의 일 실시예에서, 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 연산하는 방법을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 각각의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)에 역수를 취한 값을 각 색신호의 영상 이득(G_R, G_G, G_B)으로 사용할 수도 있다.Although the exemplary embodiment of the present invention exemplifies a method of calculating the image gains G _R , G _G , and G _B of each color signal, the present invention is not limited thereto. For example, the inverse of the respective dimming factors α _R , α _G , and α _B may be used as the image gains G _R , G _G , and G _B of the respective color signals.

다음으로, 600단계에서는 각 색신호의 영상 데이터에 상기 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 각각 반영하고, 광원으로서 구비된 RGB 발광소자의 밝기에 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 반영하여 밝기를 제어함으로써, 영상데이터를 출력한다. 구체적으로, 400단계를 통해 설정된 각 색신호의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 광원으로서 구비된 RGB 발광소자에 반영하기 위하여, 각 색신호의 디밍 팩터(α_R,α_G,α_B)를 반영한 PWM신호를 통해 광원으로서 구비된 RGB 발광소자의 출력을 제어한다. 그리고, 각 색신호별로 입력되는 영상 데이터의 RGB 값에 500단계에서 획득한 상기 영상 이득(G_R, G_G, G_B)을 곱셈 연산하여, 광 반사 유닛(또는 광 투과 유닛)의 출력 광을 조절한다. 결국, 600단계에서는 상기 색신호의 그레이스케일을 반영하여 제어된 밝기로 상기 발광소자가 발광하고, 상기 영상 이득(G_R, G_G, G_B)의 반영하여 광 반사 유닛(또는 광 투과 유닛)의 출력 광을 조절함으로써, 스크린 상에 복수의 픽셀로 이루어진 영상데이터가 표시된다.Next, in step 600, the image gains G _R , G _G , and G _B are respectively reflected in the image data of each color signal, and the dimming factor α _R , α _G , α is applied to the brightness of the RGB light emitting element provided as the light source. By controlling brightness by reflecting _B ), image data is output. Specifically, in order to reflect the dimming factors α _R , α _G , α _B of each color signal set in step 400 to the RGB light emitting element provided as a light source, the dimming factors α _R , α _G , α _B of each color signal. Control the output of the RGB light emitting element provided as a light source through the PWM signal. The output gain of the light reflection unit (or light transmitting unit) is adjusted by multiplying the RGB gains of the image data input for each color signal by the image gains G _R , G _G , and G _B obtained in step 500. do. As a result, in step 600, the light emitting device emits light with the brightness controlled by reflecting the gray scale of the color signal, and reflects the image gains G _R , G _G , and G _B of the light reflection unit (or light transmitting unit). By adjusting the output light, image data consisting of a plurality of pixels is displayed on the screen.

마지막으로, 700단계에서는 영상프레임의 입력이 종료되었는지를 확인한다. 영상 프레임의 입력이 종료되었을 경우 디스플레이 장치의 영상 데이터 출력을 종료하며, 영상 프레임의 입력이 종료되지 않았을 경우 200 내지 600단계를 반복 수행하여 영상 데이터를 출력한다.Finally, in step 700, it is checked whether the input of the image frame is finished. When the input of the image frame is terminated, the output of the image data of the display apparatus is terminated. When the input of the image frame is not terminated, steps 200 to 600 are repeated to output the image data.

전술한 바와 같은, 본 발명에 따른 영상데이터의 디스플레이 방법 및 장치에 따르면, 영상데이터의 색분포에 따라 광원의 밝기를 줄임과 동시에 색신호의 이득 값을 증가시킴으로써, 디스플레이 장치를 구동하는데 소요되는 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, R, G, B 각각의 신호에 대한 포괄적인 밝기 제어를 수행함으로써, 색도의 오차가 없는 자연스러운 영상을 디스플레이할 수 있다.According to the method and apparatus for displaying image data according to the present invention as described above, by reducing the brightness of the light source and increasing the gain value of the color signal according to the color distribution of the image data, the power required to drive the display device is increased. There is an effect that can be reduced. In addition, by performing comprehensive brightness control on each of R, G, and B signals, a natural image without chromaticity errors can be displayed.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 대략적인 구성을 도시하는 블록도,1 is a block diagram showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치에 구비된 광원의 구체적인 구성을 도시하는 예시하는 도면,2 is a view showing a specific configuration of a light source provided in the display device according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 제어부의 상세 구성을 도시하는 블록도,3 is a block diagram showing a detailed configuration of a controller provided in a display apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 제어부가 확인한 그레이스케일을 표시하는 그래프,4A to 4C are graphs showing grayscales checked by a controller provided in a display device according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비된 광원구동부의 구체적인 구성을 예시하는 회로도,5 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of a light source driver included in a display device according to an embodiment of the present invention;

도 6은 도 3의 PWM출력부에 의해 출력되는 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호 타이밍의 일 예시도,6 is an exemplary diagram of signal timing for controlling a brightness level of a light emitting device output by the PWM output unit of FIG. 3;

도 7은 도 3의 PWM출력부에 의해 출력되는 발광소자의 밝기 레벨을 제어하는 신호 타이밍의 다른 예시도,FIG. 7 is another exemplary diagram of signal timing for controlling the brightness level of the light emitting device output by the PWM output unit of FIG. 3. FIG.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상데이터 디스플레이 방법의 순서를 도시하는 흐름도.8 is a flowchart showing a procedure of an image data display method according to an embodiment of the present invention.

Claims

In the method for displaying image data,

Analyzing the histogram for each color signal of the input image frame;

Identifying a grayscale for each color signal in a predetermined frame unit by referring to the analyzed histogram;

Dividing the maximum value of the grayscale range by the maximum grayscale value of the grayscale to set a dimming factor;

Setting an image gain of image data for each color signal by using the set dimming factor;

And outputting an image signal by applying the image gain and the dimming factor to the input image.

delete

The method of claim 1, wherein the video gain,

And a reciprocal of the dimming factor.

The method of claim 1, wherein the video gain,

And calculating the relation between the brightness of the light source and the output of the video data.

The method of claim 1, wherein the checking of the grayscale comprises:

Checking a gray scale for each color signal of an image frame;

Setting at least two image frames in a predetermined frame unit and averaging the grayscales of the image frames included in the unit to identify the grayscale for each unit;

And displaying a maximum gray value of the grayscale for each unit.

The display method according to claim 1, wherein the light source required for the display is provided by a color sequential driving method.

In the display device,

A light source unit providing light necessary for driving the display device;

A light source driving unit providing a driving signal of the light source unit;

An image converter for converting image data into a color signal of a predetermined format;

A display panel for controlling grayscale of each pixel constituting the image data;

A panel driver supplying a driving signal of the display panel;

Analyze the histogram for each color signal of image frames, divide the maximum value of the grayscale range for each color signal by the maximum grayscale value of the grayscale, check the dimming factor for each color signal, and reflect the dimming factor to reflect the dimming factor. And a controller for outputting a signal for controlling brightness to a light source driver, setting image data gain for each color signal in consideration of the dimming factor, and providing a color signal reflecting the gain to the panel driver.

delete

The method of claim 7, wherein the control unit,

And a reciprocal of the dimming factor is set as a gain value of the image data for each color signal.

The method of claim 7, wherein the control unit,

And a gain value of the image data for each color signal is set using the dimming factor in consideration of the relationship between the brightness of the light source unit for each color signal and the image data for each signal.

The display device of claim 7, wherein the panel driver outputs a first pulse width modulation (PWM) signal for controlling basic brightness of the image data.

And the control unit outputs a second pulse width modulation (PWM) signal for controlling the brightness of the plurality of light emitting elements provided in the light source unit.

The method of claim 11, wherein the light source driving unit,

And receiving the second pulse width modulation signal and modulating a pulse width of a current value supplied to the plurality of light emitting devices to drive the plurality of light emitting devices.

The display apparatus of claim 7, wherein the light source unit is driven by a color sequential driving method.

The display apparatus according to claim 7, wherein the display panel adjusts the gray scale of the output light by controlling the reflection angle or the projection angle of the incident light.

The method according to claim 7, 9, 10, 11, 12, 13, or 14, wherein the control unit,

A histogram analyzer for analyzing a histogram for each color signal of the image frames and checking a maximum gray scale value of each color signal;

A dimming factor calculator configured to receive a maximum grayscale value of the grayscale from the histogram analyzer, and identify a dimming factor for each color signal;

Receiving a dimming factor for each color signal from the dimming factor calculator and generating a signal for controlling the brightness of the light source and providing the signal to a light source driver;

An image gain calculator configured to receive the dimming factor from the dimming factor calculator, and to determine an image gain for each color signal in consideration of a relationship between brightness of the light source and image data for each color signal;

And an image data output unit configured to receive the image gain for each color signal from the image gain calculator and to output the image gain for each color signal to the panel driver.