KR101074906B1 - 영상표시기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상표시기기에 관한 것으로, 영상표시기기가 설치된 주변 조도 감지를 위한 조도 감지부; 외부로부터 입력되는 영상신호를 출력하며, 사용자 요청에 따라 사용자 휘도 설정값으로 상기 영상을 출력하는 디스플레이부; 조도 감지부의 감지 상태에 따라 사용자가 설정한 사용자 휘도 조정값을 연산하는 연산부; 조도레벨에 대응되는 사용자 휘도 조정값을 저장하는 메모리부; 조도감지부의 감지 상태에 대응되게 상기 연산부에서 연산된 사용자 휘도 조정값으로 휘도를 조정하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징 한다.
영상표시기기, 휘도, 조도

Description

영상표시기 및 그의 제어 방법{Image display dvic and the method for controlling}
본 발명은 영상표시기에 관한 것으로, 특히 입력 영상 데이터의 밝기 및 주변 조도에 따라 적정 휘도를 구현할 수 있도록 한 영상표시기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)를 이용한 액정표시장치는 비디오 신호에 따라 액정 셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입으로 구현되어 컴퓨터용 모니터, 사무기기, 셀룰라폰 등의 표시장치에 적용되고 있다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)라는 스위칭 소자가 사용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 백라이트의 밝기 제어를 통해 디스플레이 화면의 밝기를 제어하고 있다.
상기 디스플레이 화면의 밝기를 제어하는 방법으로는 도 1에 도시된 바와 같은 동작을 통해 도 2에 도시된 커브로 디스플레이되는 영상의 휘도를 조정하는 방 법을 수행한다. 종래의 휘도 조정 동작에 대해 도 1을 통해 설명하면, 영상표시기기로 입력되는 영상에 대해 RGB데이터를 읽어내고(105단계) 주변 환경의 조도 및 색 온도를 계산한다.(110단계)
상기 계산된 조도값에 대한 평균을 산출하고(115단계) 조도값의 변화량을 감지하여(120단게) 도 2에 개시된 그래프에서와 같이 기 설정된 휘도 레벨값을 독출하여(125단계) 영상에 적용하여 휘도를 조정하게 된다.(130단계) 하지만 영상의 고화질 및 사용자의 전문성이 증대됨에 따라 사용자 각자의 취향에 맞는 영상을 시청하고자 하는 욕구를 충족시키는 대는 어려움이 있다.
제안되는 실시 예에서는 디스플레이 장치가 설치된 주변 조도에 따라 시청자의 취향에 맞는 휘도레벨을 자동으로 조정해 줄 수 있도록 하는 영상표시기기의 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
제안되는 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 디스플레이 장치가 설치된 주변 조도 감지를 위한 조도 감지부; 외부로부터 입력되는 영상신호를 출력하며, 사용자 요청에 따라 사용자 휘도 설정값으로 상기 영상을 출력하는 디스플레이부; 조도 감지부의 감지 상태에 따라 사용자가 설정한 사용자 휘도 조정값을 연산하는 연산부; 조도레벨에 대응되는 사용자 휘도 조정값을 저장하는 메모리부; 조도감지부의 감지 상태에 대응되게 상기 연산부에서 연산된 사용자 휘도 조정값으로 휘도를 조정하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시 예에 따르면 디스플레이 장치가 설치된 주변 밝기 및 입력 영상 데이터의 밝기 레벨에 따라 영상의 휘도레벨을 가변시킴으로서 지속적인 TV시청에 따른 사용자의 눈의 피로를 덜어 줄 수 있을 뿐 아니라 사용자가 원하는 최적의 영상을 시청할 수 있는 효과를 가지고 있다.
이하에서는 제안되는 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시기기의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 데이터 수신부(100), 비디오/오디오 디코더(102),오디오 신호 처리부(104), 스피커(108), 비디오신호 처리부(106), 디스플레이 패널(110), 백라이트(112), 백라이트 구동부(114), 메모리부(116), 조도 감지부(118), 휘도 레벨 검출부(120) 및 제어부(122)를 포함하여 구성된다.
데이터 수신부(100)는 외부로부터 입려되는 데이터를 수신한다. 여기서, 상기 데이터 수신부(100)는 디지털 방송신호를 수신하는 디지털 튜너, 아날로그 방송 신호를 수신하는 아날로그 튜너, 외부기기가 연결되는 디지털 외부신호 입력 단자 및 아날로그 외부신호 입력 단자와, PVR(Personal Video Recoder) 및 DVR(Digital Video Recoder)같은 디지털 녹화기 일 수 있다.
상기 디지털 외부 신호 입력 단자는 디지털 케이블 방송 신호용 입력단자 또는 DVD같은 디지털 외부 재생기가 연결될 수 있는 단자이며, 상기 아날로그 외부 신호 입력 단자는 VCR신호 입력 단자 또는 아날로그 케이블 방송신호용 입력 단자 일 수 있다.
또한 상기 디지털 튜너는 디지털 방송용 안테나를 통해 입력되는 디지털 방송 신호인 정송 스트림(TS:Transport Stream)들 중 사용자 선택에 의해 원하는 채널의 전송 스트림을 동조하나. 상기 아날로그 튜너는 아날로그 방송용 안테나를 통해 입력되는 아날로그 방송 신호들인 영상 프로그램들 중 사용자 서택에 의해 원하는 채널의 영상 프로그램을 동조한다.
이에 따라 상기 데이터 수신부(100)를 통해 수신되는 데이터는 실시간 방송중인 아날로그 텔레비전 방송 프로그램 및 디지털 방송 프로그램과 외부재생기로부터 입력된 재생 프로그램과 녹화 프로그램과 케이블 방송 프로그램을 모두 포함할 수 있다. 여기서, 상기 데이터는 디지털 신호인 경우 영상 신호, 음성 신호 및 데이터 신호를 포함하여 아날로그 신호인 경우 영상신호와 음성신호를 포함한다.
비디오/오디오 디코더(102)는 데이터 수신부(100)를 통해 수신된 데이터에서 비디오 신호와 오디오 신호를 디코딩하고 상기 디코딩된 신호를 각각 오디오 신호 처리부(104) 및 비디오 신호 처리부(106)에 전달한다.
오디오 신호 처리부(104)는 비디오/오디오 디코더(102)로부터 전달되는 오디오 신호를 디지털화, 필터링 등의 신호 처리과정을 수행하고 상기 신호 처리과정이 수행된 오디오 신호는 스피커(106)를 통해 출력한다.
비디오 신호 처리부(106)는 비디오/오디오 디코더(102)로부터 전달되는 비디오 신호를 RGB신호로 디지털화, 필터링 등의 신호 처리과정을 수행하고, 상기 신호처리과정이 수행된 비디오 신호는 디스플레이 모듈(110)을 통해 디스플레이된다.
또한 상기 비디오 신호처리부(106)는 입력 영상의 프레임별로 휘도레벨을 검출하는 휘도레벨 검출부(120)를 포함하여 구성된다. 상기 휘도레벨 검출부(120)는 프레임별로 평균 휘도레벨(APL:Averag Picture Level)을 검출할 수 있다. 상기한 휘도레벨 검출부(120)는 비디오 신호 처리부(106)에 포함될 수 있으며 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 휘도레벨 검출부가 별도로 구성된 하나의 수단으로 나타내었다. 휘도 레벨 검출부(120)는 데이터 수신부(100)를 통해 입력되는 영상 pdlxjml 프레임별 APL을 측정하고 측정된 APL을 제어부(122)에 전달한다.
디스플레이 모듈(110)는 도면에 도시되지 않았지만 실질적으로 복수의 게이트 라인과 LCD트랜지스터를 포함하는 액정 패널과 비디오 신호처리부(106)의 비디오 신호에 따라 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버와 타이밍 제어부(미도시)로부터 구동 신호를 입력받아 복수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버를 포함하여 구성된다.
백라이트(112)는 액정패널의 전면에 빛을 공급해주는데 상기 배라이트(112)는 액정 패널과 중첩되게 설치되는 다수개의 백라이트로 이루어진다. 백라이트 구동부(114)는 제어부(122)를 통해 전달되는 레지스터 값에 따른 구동 전류를 상기 백라이트(112)에 공급한다. 이에 따라 상기 액정 패널은 높은 휘도 및 넓은 발광면을 갖게 된다.
이때 상기 디스플레이 모듈(110)을 통해 영상신호가 디스플레이되고 있는 상태에도 상기 백라이트(112)가 구동되지 않으면 사용자는 상기 디스플레이 모듈(110)을 통해 디스플레이ㅚ는 영상을 시청할 수 없게 된다. 즉, 백라이트 구동부(114)를 통해 구동 전류를 인가받은 백라이트(112)가 발광함에 따라 비로소 사용자는 상기 디스플레이 모듈(110)을 통해 디스플레이되는 영상을 시청할 수 있게 된다.
또한 상기 디스플레이되는 디스플레이 모듈(110)의 화면 밝기는 상기 제어부(122)를 통해 상기 백라이트(112)로 공급되는 구동 전류 값을 변화시킴으로써 조정되는데, 상기 백라이트(112)에 공급되는 구동 전류 값의 높/낮음에 따라 디 스플레이되는 화면의 밝기도 변화한다.
메모리부(116)는 디스플레이 장치의 동작에 관련된 프로그램, 디스플레이 장치의 동작 중에 발생하는 각종 데이터가 저장되어 있다. 또한, 메모리부(116)에는 상기 디스플레이장치의 제품 모델 정보에 대응되어 구해진 데이터가 저장되어 있다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 메모리부(116)는 사용자로부터 설정받은 최소 휘도값 또는 최고 휘도값 중 적어도 하나의 사용자 휘도값을 저장한다. 또한 상기 사용자의 휘도값에 따라 연산된 조도에 따른 사용자 휘도을 저장하는 기능을 수행한다.
조도 감지부(118)는 상기 디스플레이장치가 설치된 주변의 조도를 감지한다. 즉, 조도 감지부(118)는 포토 센서를 포함함으로써, 외부의 광(光) 신호를 전기적 신호로 변환하고 상기 전기적 신호를 측정하여 외부 조도를 감지한다.
제어부(122)는 상기 조도 감지부(118)를 통해 감지된 조도 감지 상태에 대응되는 데이터를 상기 메모리부(116)로부터 추출하거나 연산하는 기능을 수행한다. 상기 연산되는 휘도레벨값은 사용자로부터 기 설정 받은 최소 또는 최고 휘도레벨 값은 적어도 하나의 값으로 연산할 수 있으며, 상기 연산을 위한 연산부는 별도로 구비될 수 있다.
상기 연산되는 방정식은 하기와 같다.
f(eye Q)=[(P1-P2)* Lux_avr)/(L1-L2)]+b
상기 수식은 평균 휘도 레벨을 의미하는 제1변수, 상기 제1변수의 계수인 사 용자로부터 입력받은 최소 휘도값(P1)과 최고 휘도값(P2)의 차인 a와 오프셋 휘도값 상수 b로 이루어진 일차방정식이며, 상기 일차방정식을 통해 구해진 해(제2변수)는 상기 디스플레이장치의 휘도레벨을 조절하기 위한 레지스터 값으로 설정된다. 즉, 제2변수인 f(eye Q)는 상기 백라이트 밝기를 조절하기 위한 레지스터 값으로 설정된다.
이하 상기 데이터를 생성하는 과정 및 사용자 설정 휘도값에 따라 주변 조도에 따른 휘도값을 조정하는 제어부의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휘도 조정 동작 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 사용자 설정 휘도 커브(curve)를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 설정 휘도 커브(curve)를 나타낸 그래프이다.
제어부(122)는 외부로부터 입력되는 영상 신호에 대하여 주기적 또는 지속적으로 RGB데이터를 확인한다.(405단계) 제어부(122)는 조도 감지부(118)를 통해 디스플레이 장치가 설치된 주변의 조도값을 확인한다.(410단계) 제어부(122)는 상기 조도값을 확인시 소정 시간동안 주기적 또는 연속적으로 확인하여 평균 조도값을 연산한다.(415단계)
제어부(122)는 상기 연산된 평균 조도값과 이전조도값을 비교하여(420단계) 기준 범위 이상의 차기 발생하는 경우 조도에 따른 영상의 휘도 변경을 확인하게 된다. 따라서 제어부(122)는 메모리부(116)에 저장된 사용자 설정 휘도값의 적용 여부를 확인하고(425단계) 그 결과에 따라 조도에 따른 기본 휘도 조정값으로 변경 하고자 하는 경우 해당 값을 메모리부(116)에서 추출하여(435단계) 영상에 해당 휘도값을 적용한다.(440단계)
반면 제어부(122)는 조도에 따라 사용자 설정 휘도값을 적용하여 영상의 휘도를 조정하고자 하는 경우 메모리부(116)에 기 저장된 사용자 휘도값을 독출하여 연산하는 기능을 수행한다.(430단계) 상기 연산동작 및 조도에 따른 사용자 휘도 설정값은 도 5 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 따라서 제어부(122)는 연산된 사용자 설정 휘도값에 따라 입력 영상에 대한 휘도를 조정하여(440단계) 영상을 디스플레이하도록 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 휘도 설정 시 나타나는 휘도 조정값에 따른 그래프이다.
본 발명의 일 실시 예에 나타난 그래프는 사용자로부터 희망 휘도값으로 최소값과 최대값을 모두 설정 받은 경우에 연산되어 결정되는 사용자 휘도 조정 커브(curve)를 나타낸 것이다. S1은 입력되는 디폴트로 저장된 휘도 조정 커브로, 종래의 주변 조도에 따라 자동으로 휘도가 조정되도록 하는 형태의 동작에서 적용된 휘도 조정 값에 대한 그래프이다. 또한 S2는 본 발명의 실시 예에 따라 최소 휘도값(a)와 최대휘도값(b)를 설정받은 경우 상기한 [수학식 1]을 통해 산출된 제2변수에 따라 산출된 기울기 값에 의해 결정된 그래프이다.
즉, 사용자로부터 주변 조도에 따라 조정될 최소 휘도값(a)과 최대 휘도값(b)을 설정 받으면, 제어부(122)는 [수학식 1]을 통해 사용자 설정 휘도의 커브를 결정하고, 그에 따라 조도 감지부(118)에서 감지되는 조도에 따라 사용자가 설정한 휘도값으로 화면이 조정되게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 휘도 설정시 나타나는 휘도 조정값에 따른 그래프이다.
본 발명의 다른 실시 예에 나타난 그래프는 사용자로부터 희망 휘도값으로 최대 휘도값을 설정받은 경우에 연산되어 결정되는 사용자 휘도 조정 커브를 타나탠것이다. 상기 그래프에는 사용자로부터 희망 휘도 최대값으로 100, 80, 70, 60, 40, 20, 0을 설정받은 경우 산출되는 그래프를 나타낸 것이다.
예를 들어 사용자가 주변 조도 200Lx에서 휘도값을 70을 설정한 경우 주변 조도에 따라 휘도값은 0~70의 범위에서 조정되게 된다. 이때 조도값에 따른 휘도값은 하기의 수학식 2에 의해 연산되게 된다.
f(eyeQ)=[((UI 70-UImin)*Lux_avr)/300]+UIoffset : UI 0~70
따라서 본 발명의 실시 예에 따라 사용자로부터 주변 조도에 따라 변경하고자 하는 휘도의 최소 또는 최대값중 적어도 하나를 선택받아 소정의 연산과정을 통해 사용자 개인의 취향에 맞는 휘도로 화면을 조정할 수 있도록 한다. 또한 사용자가 다수인 경우 사용자 각각의 식별자를 두어 개개인의 사용자 휘도 설정값을 가지도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 주변 조도에 따른 휘도 조정 동작 흐름도.
도 2는 상기 종래의 휘도 조정 동작시 나타나는 휘도 조정 값에 따른 그래프 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시기기의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 휘도 설정값에 따른 휘도 조정 커브를 나타낸 그래프 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 휘도 설정값에 따른 휘도 조정 커브를 나타낸 그래프 예시도.

Claims (8)

  1. 영상표시기기에 있어서,
    상기 영상표시기기가 설치된 주변의 조도를 감지하기 위한 조도 감지부;
    사용자로부터 입력된 최소 희망 휘도값 및 최대 희망 휘도값을 저장하는 메모리부;
    상기 최소 희망 휘도값과 상기 최대 희망 휘도값 사이의 차이를 이용하여 휘도 조정 커브를 결정하고, 상기 결정된 휘도 조정 커브에 상기 감지된 주변 조도를 적용하여 휘도 조정값을 연산하는 연산부;
    상기 연산된 휘도 조정값에 따라 휘도를 조정하는 제어부; 및
    상기 조정된 휘도로 외부로부터 입력되는 영상신호를 출력하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시기기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연산부는
    상기 최소 희망 휘도값과 상기 최대 희망 휘도값 사이의 차이를 이용하여 상기 휘도 조정 커브의 기울기를 조정하는 영상표시기기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 메모리부는
    상기 연산된 휘도 조정값을 저장하는 영상표시기기.
  5. 영상표시기기를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 영상표시기기가 설치된 주변의 조도를 감지하는 단계;
    상기 감지된 조도와 이전 감지된 조도 사이의 차이가 기준치 이상인 경우, 사용자가 입력한 설정값의 적용 여부를 확인하는 단계;
    상기 사용자 설정값이 적용되는 경우, 상기 설정값 중 최소 희망 휘도값과 최대 희망 휘도값 사이의 차이를 이용하여 휘도 조정 커브를 결정하는 단계;
    상기 결정된 휘도 조정 커브에 상기 감지된 주변 조도를 적용하여 휘도 조정값을 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 휘도 조정값에 따라 휘도를 조정하여 영상을 표시하는 단계를 포함하는 영상표시기기의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사용자 설정값이 적용되지 않는 경우, 디폴트로 저장된 휘도 조정 커브에 상기 감지된 주변 조도를 적용하여 휘도 조정값을 연산하는 단계를 더 포함하는 영상표시기기의 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 휘도 조정 커브 결정 단계는
    상기 최소 희망 휘도값과 상기 최대 희망 휘도값 사이의 차이를 이용하여 상기 휘도 조정 커브의 기울기를 결정하는 단계를 포함하는 영상표시기기의 제어 방법.
  8. 삭제
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