KR101207318B1

KR101207318B1 - Ｒｇｂ 컬러 공간으로부터 ｒｇｂｗ 컬러 공간으로의변환을 포함하는 디스플레이 구동 방법

Info

Publication number: KR101207318B1
Application number: KR1020077019166A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 지. 알. 반 모우릭; 예로엔 에이치. 씨. 제이. 스테센
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2012-12-03
Also published as: WO2006077554A3; EP1844462A2; JP5313503B2; KR20070097119A; ES2379095T3; US20080204480A1; CN101107645B; ATE538466T1; US7986291B2; WO2006077554A2; EP1844462B1; JP2008529051A; CN101107645A

Abstract

디스플레이(310, 320)를 구동하는 장치(200)는 디스플레이 요소(20)의 어레이를 포함하며, 각각의 요소(20)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 컬러의 복수의 서브팩셀을 포함한다. 장치(200)는 (a) 디스플레이(320)의 각각의 요소(20)의 적색, 녹색 및 청색 컬러를 제어하는 입력 신호(RI, GI, BI)를 수신하고, (b) 이 입력 신호(RI, GI, BI)를 처리하여 각각의 요소(20)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호를 발생하며 - 상기 출력 구동 신호는 요소들(20) 중 하나 이상에서의 색상 포화(color saturation)를 선택적으로 감소시킴으로써 해소되는 상기 요소들(20) 중 상기 하나 이상에서 일어나는 잠재적인 색상 포화의 영향을 받는 요소 광도(element luminosity)를 증가시키기 위해 이득 인자(gain factor)(HS)에 따라 증강됨 -, (c) 디스플레이(320)의 각각의 요소(20)에 대한 개별적인 서브픽셀(R, G, B, W)에 상기 출력 구동 신호를 인가하는 동작을 하는 프로세서(300)를 포함한다.

디스플레이, RGB 컬러 공간, 서브픽셀, 컬러 LCD, DMD

Description

ＲＧＢ 컬러 공간으로부터 ＲＧＢＷ 컬러 공간으로의 변환을 포함하는 디스플레이 구동 방법{METHOD OF DRIVING DISPLAYS COMPRISING A CONVERSION FROM THE RGB COLOUR SPACE TO THE RGBW COLOUR SPACE}

본 발명은 요소들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 방법에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 또한 이 방법에 따라 동작하는 요소들의 어레이를 포함하는 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명은 액정 디스플레이(LCD)에 적용가능할 뿐만 아니라 다른 유형의 디스플레이, 예를 들어 미국 특허 제5,592,188호(텍사스 인스트루먼츠)에 기술된 작동 미러 디스플레이(actuated mirror display)에서도 이용될 수 있다.

현재의 일반 용도로 가장 흔한 컬러 LCD는 디스플레이 요소의 2차원 어레이를 포함하며, 각각의 요소는 관련 컬러 필터를 이용하는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀을 포함한다. 각각의 이러한 요소는 잠재적으로 모든 컬러를 디스플레이하는 동작을 하지만, 각각의 요소의 컬러 필터는 그를 통과하는 광의 2/3 정도를 흡수한다. 요소 광 투과율(element optical transmittance)을 향상시키기 위해, 도 1에 도시된 방식으로 각각의 요소에 백색 서브픽셀(W)을 추가하는 것이 기술 분야에 공지되어 있으며, 3-서브픽셀 요소는 10으로 표시되고, 백색 서브픽 셀(W)을 포함하는 4-서브픽셀 요소는 20으로 표시되어 있다.

요소(20)에서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀 각각은 요소(10)에 포함된 대응하는 컬러 서브픽셀의 영역의 75%인 영역을 갖는다. 그렇지만, 요소(20)의 백색(W) 서브픽셀은 그 안에 컬러 필터를 포함하지 않으며, 동작 중에 요소(20)의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀을 통한 광 투과의 합에 대응하는 광량을 투과시킬 수 있다. 따라서, 요소(20)는 요소(10)보다 실질적으로 1.5배 더 많은 광을 투과시킬 수 있다. 이러한 향상된 투과는 텔레비전을 구현하는 데 이용되는 LCD에서, 디스플레이 밝기의 향상이 요망되는 랩톱 컴퓨터에서, 프로젝션 텔레비전(리어 및 프론트 뷰(rear and front view), LCD 및 DLP)에서, 디스플레이 밝기의 향상이 요망되는 랩톱 컴퓨터에서, 전력을 절감하여 배터리 충전 기간(battery charge session)당 동작 시간을 연장시키기 위해 아주 에너지 효율적인 백라이트형 디스플레이(back-lit display)가 요망되는 랩톱 컴퓨터에서, 및 LCD/DLP 그래픽 프로젝터[비머(beamer)]에서 유익하다. 그렇지만, 요소(10)에 백색(W) 서브픽셀을 도입하여 요소(20)를 생성하는 것은 디스플레이 상에 컬러 이미지를 최적으로 렌더링하기 위해 각각의 요소(20)의 R, G, B, W 서브픽셀의 최적의 구동에 관한 기술적 문제를 야기한다.

각각이 요소들의 어레이(각각의 요소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀을 포함함)를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)가 공개된 미국 특허 출원 제US2004/0046725호에 기술되어 있다. 게다가, 상기 기술된 디스플레이는 각각 그의 서브픽셀에 게이트 신호를 전송하는 게이트 라인, 및 그의 서브픽셀에 데 이터 신호를 전송하는 데이터 라인을 포함한다. 상기 기술된 디스플레이는 각각 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버(gate driver), 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(data driver), 및 이미지 신호 수정기(image signal modifier)를 더 포함한다. 이미지 신호 수정기는 3-컬러 이미지 신호를 4-컬러 이미지 신호로 변환하는 데이터 변환기(data converter), 데이터 변환기로부터의 4-컬러 이미지 신호를 최적화하는 데이터 최적화기(data optimizer), 및 최적화된 이미지 신호를 클럭에 동기하여 데이터 드라이버에 공급하는 데이터 출력 유닛(data output unit)을 포함한다.

각각의 요소의 4개의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀을 구동하는 체제(regime)가 공지되어 있다. 공지의 "Min-simple" 체제(이러한 체제는 가장 간단한 구동 방법을 나타냄)에서, 적색, 녹색, 청색 컬러 각각에 대한 디스플레이 입력 신호(Ri, Gi, Bi)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀을 각각 구동하는 대응하는 출력 신호로 매핑되고, 이들 출력 신호는 각각 Ro, Go, Bo로 표기된다. "Min-simple" 체제에서, 각각의 요소의 백색(W) 서브픽셀에 대한 구동 신호(Wo)를 발생하기 위해 그 요소에 대해 입력 신호(Ri, Gi, Bi)의 최소값이 계산된다. 이 "Min-simple" 체제에서, 제1 일련의 방정식(수학식 1)이 관련되어 있다.

여기서, min(x, y, z)는 인수 x, y 및 z의 최소값을 알아내는 함수이다. 제 1 일련의 방정식(수학식 1)이 이용되는 경우, 입력 신호(Ri, Gi, Bi = 240, 160, 120) 각각에 대해 그 결과 Ro, Go, Bo, Wo = 240, 160, 120, 120인 출력 신호가 각각 얻어진다. 그러면, 요소(20)의 4개의 서브픽셀 모두로부터의 RGB 광 컬러 출력의 총합은 Rt, Gt, Bt = 360, 280, 240이 된다. 입력 신호(Ri, Gi, Bi)와 달성된 광 컬러(Rt, Gt, Bt)의 비교는 향상된 밝기를 보여주지만, 백색을 제외한 모두에 대한 색상 채도가 감소되고, 이미지에 회색 및 완전 채도 색상(fully saturated color)이 제공되며, 이러한 컬러 렌더링의 왜곡은 본 발명에 의해 해소되는 기술적 문제를 나타낸다.

"Min-1"으로 표기되는 다른 공지의 체제에서, R, G, B 간의 비율을 일정하게 유지하기 위해 출력 신호(Ro, Go, Bo)가 수정된다. 출력 신호(Ro, Go, Bo)에 대한 최대값은 이러한 방식에 의해 변경되지 않지만, 비최대 성분(non-maximal component)의 값이 수정된다. "Min-1" 체제에서, 일련의 방정식(수학식 2)이 관련되어 있다.

예를 들어, 입력 신호(Ri, Gi, Bi = 240, 160, 120) 각각의 결과, 출력 신호(Ro, Go, Bo, Wo = 240, 120, 60, 120)가 각각 얻어지고, 그 결과 Rt, Gt, Bt = 360, 240, 180의 컬러 출력 총합이 각각 얻어진다. 이 "Min-1" 체제는 컬러들 간의 비율을 정확하게 유지하면서 향상된 밝기를 제공하며, 따라서 색상 채도가 변하지 않는다. 따라서, "Min-1" 체제는 상기한 "Min-simple" 체제와 비교하여 보다 만족스런 결과를 제공하는 동작을 한다.

"Min-1" 체제에서, 백색(W) 서브픽셀에 대한 출력(Wo)의 값은 간단히 입력 신호(Ri, Gi, Bi)의 최소값으로부터 도출된다. 공지의 "Min-2" 및 "Min-3" 체제는, 백색(W) 서브픽셀에 대한 출력(Wo)이 수학식 3 및 수학식 4로부터 각각 계산된다는 것을 제외하고는, "Min-1" 체제와 유사하다.

"Min-2" 체제는 대응하는 LCD 상에 제공된 컬러 이미지에서 하이라이트(highlight)를 향상시키는 동작을 하는 반면, "Min-3" 체제는 LCD 상에 제공된 이미지에서 중간-톤(mid-tone)을 향상시키는 동작을 한다.

다른 대안으로서, 상기한 "Min-1" 체제로부터 도출된 "MaxW" 체제에서는, 백색(W) 서브픽셀을 구동하는 출력(Wo)의 값이 수학식 5에 정의된 조건으로부터 도출된다.

예를 들어, MaxW 체제를 사용할 때, 값 Ri, Gi, Bi = 240, 160, 120을 각각 갖는 입력 신호의 결과, 출력(Ro, Go, Bo, Wo = 240, 80, 0, 240)이 각각 얻어지며, 따라서 총 관찰된 컬러 비율(Rt, Gt, Bt = 480, 320, 240)이 각각 얻어진다. 환언하면, 밝기가 향상되고, 색상 채도가 유지된다.

Baek-woon Lee 등의 공개된 논문 "TFT-LCD with RGBW Color System(RGBW 컬러 시스템을 갖는 TFT-LCE)"(Samsung Electronics Corp., Society for Information Display 2003 - Digest of Technical papers, pp. 1212-1215)에는, 상기한 MaxW 체제에 대한 대안적인 체제가 기술되어 있다. 개시된 대안적인 체제에서, 백색(W) 서브픽셀에 대한 출력은 정의되지 않으며, 총 컬러 출력(Rt, Gt, Bt)은 각각 수학식 6에 따라 입력 신호(Ri, Gi, Bi)로부터 직접 결정된다.

(Gain이 값 2로 제한됨)

요소(20)에 의해 제공되는 전체 컬러에 대해, Rt, Gt, Bt 컬러값은 상기한 MaxW 알고리즘으로부터 달성가능한 것과 동일하지만, 출력(Ro, Go, Bo, Wo) 간의 특정의 구동 분할(partitioning of drive)에 대해 명확하게 대처하고 있지는 않다. 수학식 6의 식들은 요소(20)에서의 R, G, B, W 서브픽셀의 면적이 동일한 것으로 가정하고 있다. 파라미터(w)가 요소(20)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브픽셀의 면적에 대한 요소(20)의 백색(W) 서브픽셀의 면적의 비율인 경우, 수학식 6은 파라미터(w)를 고려하면 다음과 같이 수학식 7로 된다.

(Gain은 값 1+w로 제한됨)

삼성(Samsung)에서 사용되는 체제에서, 예를 들어, 입력 신호에서 255, 0, 0과 각각 같은 Ri, Gi, Bi에 의해 표현되는 제공된 이미지의 적색(R) 영역에 대해, 이 체제는 디스플레이 향상을 제공할 수 없다는 것을 잘 알 것이다. 그렇지만, 입력 신호, 예를 들어, 128, 0, 0에 의해 각각 표현된 Ri, Gi, Bi로 표현되는 약한 세기의 적색 영역(less intense red region)은 잠재적으로 향상이 쉽지만, 이러한 경우에는 향상되지 않는다.

본 발명자들은 요소(20)에 백색(W) 서브픽셀을 포함시키는 것이 대응하는 디스플레이 밝기를 증가시킬 수 있지만, 밝기 향상과 최상의 컬러 렌더링 간의 최적의 절충을 달성하기 위해 요소(20)의 4개의 서브픽셀을 구동하는 여러가지 공지의 체제가 전체적인 이미지 컬러 렌더링의 기술적 문제를 겪는다는 것을 잘 알고 있 다. 본 발명자들은 따라서 이들 기술적 문제를 적어도 부분적으로 해소하기 위해 요소(20)의 서브픽셀을 구동하는 대안의 방식을 고안하였다.

본 발명의 목적은 요소 밝기와 요소 컬러 렌더링(element color rendition) 간의 개선된 절충을 획득하도록 디스플레이 요소를 구동하는 대안의 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 디스플레이 요소의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 방법이 제공되며, 각각의 요소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러의 서브픽셀을 포함하며, 상기 방법은,

(a) 상기 디스플레이의 각각의 요소의 적색, 녹색 및 청색 컬러를 제어하는 입력 신호를 수신하는 단계,

(b) 상기 입력 신호를 처리하여 각각의 요소의 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호를 발생하는 단계 - 상기 출력 구동 신호는 상기 요소들 중 하나 이상에서의 색상 포화(color saturation)를 선택적으로 감소시킴으로써 해소되는 상기 요소들 중 상기 하나 이상에서 일어나는 잠재적인 색상 포화의 영향을 받는 요소 광도(element luminosity)를 증가시키기 위해 이득 인자(gain factor)에 따라 증강됨 -, 및

(c) 상기 디스플레이의 각각의 요소에 대한 개별적인 서브픽셀에 상기 출력 구동 신호를 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명은 여전히 타당한 컬러 렌더링을 제공하면서 요소 밝기가 증가된다는 점에서 이점이 있다.

선택적으로, 이 방법에서, 상기 단계 (b)에서의 처리는,

(d) 각각의 요소에 대해 그를 통한 최대의 잠재적인 광 투과를 계산하는 단계,

(e) 각각의 요소에 대해 상기 입력 신호를 상기 단계 (d)에서 계산된 그를 통한 상기 최대의 잠재적인 광 투과에 따라 스케일링하는 단계,

(f) 상기 단계 (e)로부터의 상기 스케일링된 입력 신호들의 최소값을 계산하는 단계,

(g) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (f)로부터의 상기 최소값과 관련하여 상기 단계 (e)로부터의 상기 스케일링된 입력 신호들에 대한 중간 신호를 계산하는 단계,

(h) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (g)로부터의 상기 계산된 중간 신호들의 최대값을 계산하는 단계,

(i) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (h)로부터의 상기 최대값과 관련하여 상기 단계 (g)로부터의 잉여분(surplus)을 계산하는 단계,

(j) 상기 단계 (g)로부터의 상기 중간 신호와 관련하여 상기 단계 (i)로부터의 상기 계산된 잉여분들 간의 차이를 계산하여 각각의 요소의 상기 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀에 대한 출력 구동 신호를 발생하는 단계,

(k) 상기 단계 (i)로부터의 상기 스케일링된 계산된 잉여분 및 상기 단계 (f)로부터의 상기 최소값으로부터 휘도값(luminance value)을 계산하는 단계, 및

(l) 상기 백색 서브픽셀의 광출력을 제어하는 상기 백색 출력 구동 신호를 발생하기 위해 상기 단계 (k)로부터의 상기 휘도값을 적용하고 각각의 요소에 대해 상기 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀로부터의 광출력을 제어하기 위해 상기 단계 (j)로부터의 상기 출력 구동 신호를 적용하는 단계를 포함한다.

각각의 요소의 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호를 발생하기 위해 입력 신호를 처리하는 이러한 방식은 증가된 서브픽셀 휘도를 가능하게 해주면서 컬러 정보에 대한 적당한 스케일링을 제공한다는 점에서 이점이 있다.

선택적으로, 이 방법에서, 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 인자는 컬러 디새츄레이션(color desaturation)이 일어나는 요소의 수에 응답하여 적응적이다. 이러한 적응적 응답을 구현하는 것은 디스플레이로 하여금 디스플레이될 이미지에서의 높은 밝기 컨텐츠와 동시에 높은 색상 채도에 대처할 수 있게 해준다. 보다 선택적으로, 이 방법에서, 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 인자는 상기 디스플레이 상에 제공되는 이미지 프레임별로 적응적으로 수정된다.

선택적으로, 이 방법에서 이득 인자의 적응적 제어를 구현할 때, 상기 이득 인자는 점진적 증가 또는 감소 방식으로 적응적으로 수정된다. 이러한 증가/감소 방식은, 그렇지 않았으면 보는 사람의 눈에 띌 수 있는, 디스플레이된 이미지의 시퀀스에서 겉보기 색상 채도의 갑작스런 변동을 회피한다.

보다 선택적으로, 이 방법에서, 상기 이득 인자는 히스테리시스를 가지면서 점진적으로 증가 또는 감소된다. 이러한 히스테리시스는 또한 휘도와 컬러 렌더링 간의 향상된 절충을 제공하기 위해 색상 채도의 눈에 띄는 변동(예를 들어, 플리커)의 위험을 회피한다.

선택적으로, 이 방법은, 상기 단계 (b)에서 처리하기 위해 상기 입력 신호를 감마-

영역에서 선형 영역으로 변환하는 단계 및 각각의 요소에 대한 상기 서브픽셀을 구동하기 위해 상기 출력 구동 신호를 상기 선형 영역에서 상기 감마-

영역으로 변환하는 단계를 더 포함한다. 이러한 부가적인 단계는 이 방법으로 하여금 디스플레이가 구동 신호와 서브픽셀의 대응하는 광 특성 간의 비선형 변환을 제공하는 것에 대처할 수 있게 해준다.

선택적으로, 이 방법을 구현할 때, 상기 단계 (b)에서의 처리는 실질적으로,

(m) Ri = (RI/Q)^γ, Gi = (GI/Q)^γ 및 Bi = (BI/Q)^γ(단, Q는 이용되는 양자화 스텝(quantization step)의 수임)에 따라 적색, 녹색 및 청색 컬러 각각에 대한 상기 입력 신호(RI, GI, BI)를 상기 감마-γ 영역으로부터 상기 선형 영역에서의 대응하는 파라미터(Ri, Gi, Bi)로 각각 변환하는 단계,

(n) 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 파라미터와 곱하여 신호(Rg, Gg, Bg)를 발생하는 단계 -

여기서, Max = max(Ri, Gi, Bi)(단, max는 그의 인수들 중에서 최대값을 반환함)이고,

Min = min(Ri, Gi, Bi)(단, min는 그의 인수들 중에서 최소값을 반환함)이며,

GN = HS * Max/(Max-Min)(단, HS는 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 인자이고, GN은 값 1+A로 제한되며(GN < 1+A), 파라미터 A는 상기 적색, 청색 및 녹색 서브픽셀의 합에 대한 상기 백색 서브픽셀의 상대 광 투과(relative optical transmission)임)이고,

Rg = GN * Ri, Gg = GN * Gi, Bg = GN * Bi임 -,

(o) 공통 신호(CM)을 계산하고 그로부터 적색, 녹색 및 청색 컬러 각각에 대한 신호(Rs, Gs, Bs)를 계산하는 단계 -

여기서, CM = min(Rg, Gg, Bg, A)(단, min은 그의 인수들 중에서 최소값을 반환함)이고,

Rs = Rg - CM, Gs = Gg - CM, Bs = Bg - CM임 -,

(p) 최대 잉여분 값을 계산하고 상기 단계 (m)으로부터의 상기 잉여분 신호의 차감을 수행하여 적색, 녹색 및 청색 컬러 각각에 대한 신호(Rp, Gp, Bp)를 발생하는 단계 -

여기서, Maxs = max(Rs, Gs, Bs),

Surplus = Maxs - 1(단, Surplus는 0보다 작은 것으로 계산되는 경우 0으로 설정됨),

Rsurplus = Rs*(Surplus/Maxs),

Gsurplus = Gs*(Surplus/Maxs),

Bsurplus = Bs*(Surplus/Maxs),

Rp = Rs - Rsurplus, Gp = Rs - Gsurplus, Bp = Rs - Bsurplus 임 -,

(q) Ysurplus = KR*Rsurplus + KG*Gsurplus + KB*Bsurplus(단, KR, KG 및 KB는 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러에 대한 곱 계수(multiplying coefficient)임)에 따라 Ysurplus 신호를 계산하는 단계,

(r) 상기 백색 서브픽셀의 휘도를 제어하는 신호 Wp를 계산하는 단계 - Wp = (CM+Ysurplus)/A임 -, 및

(s) 상기 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀의 광 특성을 각각 제어하기 위해 상기 출력 구동 신호(RP, GP, BP, WP)를 계산하는 단계 -

상기 출력 구동 신호는,

RP = Q*Rp^1/γ, GP = Q*Gp^1/γ, BP = Q*Bp^1/γ, WP = Q*Wp^1/γ

에 따라 상기 감마-γ 영역에 있음 - 를 포함하는 계산에 따라 실행된다.

파라미터 Rsurplus, Gsurplus, Bsurplus는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀이 응답할 수 없는 파라미터 Rs, Gs, Bs에 대한 잉여분을 나타내는 잉여분 신호이다. 게다가, 감마-보정된 출력 구동 신호(RP, GP, BP, WP)는 그에 의해 표준 감마 사전 보정을 제공받는다. 편리하게도, 상기 단계(들)는 표준 감마 사전 보정된 신호로부터 특정의 LCD 감마 인자로의 감마 매핑과 결합될 수 있다.

보다 선택적으로, 이 방법에서, 상기 곱 계수(KR, KG, KB)는 각각 0.2125, 0.7154 및 0.0721에 실질적으로 대응하는 수치값을 가지며, 양자화 스텝의 수(Q)는 255와 실질적으로 같다.

선택적으로, 상기 방법은 액정 디스플레이(LCD) 및 디지털 마이크로미러 장치(digital micromirror device, DMD) 중 적어도 하나를 구동하기 위해 상기 입력 신호를 처리하도록 구성되어 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 디스플레이 요소의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 장치가 제공되며, 각각의 요소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러의 서브픽셀을 포함하고, 상기 장치는,

(a) 상기 디스플레이의 각각의 요소의 적색, 녹색 및 청색 컬러를 제어하는 입력 신호를 수신하고,

(b) 상기 입력 신호를 처리하여 각각의 요소의 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호를 발생하며 - 상기 출력 구동 신호는 상기 요소들 중 하나 이상에서의 색상 포화(color saturation)를 선택적으로 감소시킴으로써 해소되는 상기 요소들 중 상기 하나 이상에서 일어나는 잠재적인 색상 포화의 영향을 받는 요소 광도(element luminosity)를 증가시키기 위해 이득 인자(gain factor)에 따라 증강됨 -, 및

(c) 상기 디스플레이의 각각의 요소에 대한 개별적인 서브픽셀에 상기 출력 구동 신호를 인가하는 동작을 하는 프로세서를 포함한다.

선택적으로, 이 장치에서, 상기 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD) 또는 디지털 마이크로미러 장치(DMD)로서 구현된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 상기 방법을 구현하기 위해 상기 장치의 프로세서 상에서 실행가능한 소프트웨어가 제공되며, 상기 장치 및 방법은 각각 본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 것이다.

본 발명의 특징들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 조합으로 결합될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 실시예들이 이제부터 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 기술되어 있다.

도 1은 픽셀 디스플레이의 요소를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 이 요소의 한 구현은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀을 포함하고 이와 대비하여 이 요소의 다른 구현은 달리 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀을 포함한다.

도 2는 디스플레이의 각각의 요소에 대한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 입력 신호를 처리하여 그 요소(이 요소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀을 포함함)에 대한 적절한 구동 신호를 발생하는 단계들을 나타낸 흐름도이다.

도 3은 도 2에 도시된 방법을 이용하여 이미지 디스플레이의 요소들을 구동하도록 구성되어 있는 장치의 개략도이다.

도 4는 도 3에 도시된 장치에서 실행되는 처리 단계들의 개략도이다.

도 5는 요소들에서의 색상 포화의 발생 횟수에 응답하여 적응적 이득을 제공하는 장치의 선택적인 부가 부분의 개략도이다.

예를 들어, 수학식 1 내지 수학식 7에 설명된 바와 같이, 도 1의 요소(20)를 구동하는 상기한 공지의 체제에서, 본 발명자들은 디스플레이를 구동할 때 입력 신 호(Ri, Gi, Bi)가 디스플레이의 감마 특성의 영향을 받는다는 것을 잘 알고 있다. 이 감마 특성은 디스플레이에 인가되는 구동 신호와 디스플레이에서 달성되는 대응하는 광학적 효과 간의 관계에 관한 것이다. 게다가, 감마 특성은 종종 비선형 함수이다. 본 발명자들은 감마를 고려하기 위해 요소(20)를 구동하는 데 사용되는 입력 신호(Ri, Gi, Bi)를 사전 보상하는 것이 유익하다는 것을 잘 알고 있다. 그렇지만, 요소(20)의 R, G, B 및 W 서브픽셀을 통한 광의 투과를 결정할 때, 요소(20)를 통한 광 투과에 선형 관계를 갖는, 즉 "선형 광 영역"에 있는 파라미터를 대상으로 하는 것이 편리하다. 각각이 수천개의 요소를 포함하는 디스플레이를 구동할 때 감마 영역으로부터 선형 광 영역으로 그리고 그 역으로의 변환이 복잡한 변환 회로를 필요로 한다는 것은 공지되어 있다. 그렇지만, 상기한 감마 특성을 고려하면서 상기한 체제를 적용하는 것은 종종 실질적으로 타당한 이미지 품질의 제공을 가져오며, 상기한 Min-1, Min-2, Min-3 체제에 대해 특히 그렇다. 그렇지만, 상기 MaxW 체제는 요소(20)의 어레이를 포함하는 디스플레이를 사용하여 제공된 이미지에 타당하지 않은 컬러 색조를 발생한다. 감마 특성으로 인해 일어나는 이러한 문제를 잘 알고서, 본 발명자들은 본 발명을 고안하였으며, 이제부터 본 발명의 여러가지 실시예들을 기술함으로써 본 발명에 대해 더 설명한다.

상기한 공지의 기술적 문제에 대한 적어도 부분적인 해결책을 고안함에 있어서, 본 발명자들은 요소(20)를 구동하는 방법을 고안하였으며, 이 방법은 "고이득(high gain)" 알고리즘이라고 하는 알고리즘을 이용한다. 고이득 알고리즘은 전체 이득을 증가시키려고 시도하며, 그에 따라 밝기의 향상을 제공하는 반면 백색 및 포화 색상(saturated color)에 대한 이득의 차이를 감소시킨다.

수학식 7에 기술된 삼성에 의해 채택된 체제, 즉 상기한 MaxW 체제의 변형에서는, 이용되는 이득이 수학식 8에 의해 제공된다.

(단, Gain은 값 1+w로 제한됨)

요소(20)의 백색(W) 서브픽셀을 통한 광 투과를 기술하기 위해 파라미터 T_W를 정의하고 또한 요소(20)의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀을 통해 가능한 결합 광 투과를 기술하기 위해 파라미터 T_RGB를 정의하는 것이 편리하다. 또하나의 파라미터 A는 비 T_W/T_RGB를 기술하고, 꼭 요소(20)의 서브픽셀의 면적의 비에 대응하는 것은 아니며, 파라미터 A는 수학식 9에 의해 정의된다.

일반적으로, 파라미터 A는 1 정도의 값을 갖는다. 최대 이득 GN_max, 즉 요소(20)의 RGB 부분에 대한 전체 요소(20)를 통해 달성가능한 광 투과는 수학식 10에 의해 정의된다.

게다가, 요소(20)의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동할 때, 고도로 포 화된 색상에 대처하기 위한 그리고 상기한 디스플레이에서 요소(20)에 필요한 이득 인자를 변조하는 데 사용되는 부가적인 이득 파라미터 HS가 추가적으로 이용되며, 따라서 디스플레이에서 임의의 주어진 요소에 대해 사용되는 전체 이득 인자 GN_effective는 수학식 11에 의해 정의된다.

(단, GN_effective는 1+A의 값으로 제한됨)

여기서, Min 및 Max는 이상에서 수학식 2와 관련하여 이전에 정의된 것이다.

HS를 1 내지 1+A의 범위로 제한하는 것이 일반적이다. 따라서, 파라미터 HS의 통상적인 값은 실제로 1.5이다. 게다가, 파라미터 HS의 사용의 결과, 전체 화면에 걸쳐 이득의 변동이 감소된다. 수학식 10 및 11에 의해 기술된 방법, 즉 높은 밝기 및 높은 채도를 갖는 이미지의 채색된 영역, 예를 들어, 총 컬러 출력 Rt, Gt, Bt = 255, 0, 0을 각각 갖는 적색 영역에 이용되는 이득을 변조하기 위해 파라미터 HS를 사용하는 방법을 적용하면, 그 결과 요소(20)의 어레이를 포함하는 디스플레이를 사용하여 가능한 컬러 공간 밖에 매핑될 수 있다. 이러한 밝은 포화 색상은 비디오 프로그램 컨텐츠에서 드물게 일어나며 본 방법에 의해 처리되어 정확한 휘도값을 갖는 디새츄레이트된 색상으로 된다.

본 발명의 방법은 이제부터 도 2를 참조하여 더 설명되며, 본 방법의 단계들은 전체적으로 30으로 나타내어져 있다. 본 방법은 표 1에 정의된 단계(100) 내지 단계(140)를 포함한다.

기능	정의
100	단계 1: 감마 γ를 정의함
110	단계 2: 이득을 계산함
120	단계 3: 공통 신호를 차감함
130	단계 4: 최대 잉여분을 결정하고 그를 추출함
140	단계 5: 디스플레이 요소(20)의 서브픽셀을 구동함
150	후속 이미지 프레임에 대해 디스플레이 요소(20)의 서브픽셀을 리프레쉬하기 위해 루프백함

방법(30)은 의도된 광 및 색상 세기를 선형적으로 표현하는 신호, 즉 선형 광 신호에 대해 사용하기 위한 것이다.

단계 1에서, 요소(20)를 구동하는 입력 신호(RI, GI, BI)는 0 내지 255의 스케일로 제공되고, 유익하게는 대응하는 정규화된 범위 0 내지 1로 스케일링된다. 스케일링 후에, 스케일링된 입력 신호는 이들을 감마-영역에서 선형 영역으로 변환하기 위해 수학식 12에 의해 기술된 바와 같이 감마 보정을 받으며, 여기서 RI, GI, BI는 각각 대응하는 선형 영역 신호(Ri, Gi, Bi)에 대한 감마 영역 등가 신호를 나타낸다.

단계 2에서, 이득 파라미터가 계산되고 입력 신호(Ri, Gi, Bi)는 수학식 13에 나타낸 바와 같이 이득 파라미터와 곱해진다.

(단, 이득 GN은 1+A로 제한됨)

여기서, max(x,y,z)는 x, y, z 중에서 최대값에 대응하는 값을 반환하고, min(x,y,z)는 x, y, z 중에서 최소값에 대응하는 값을 반환하며, 이득 파라미터(HS)의 결정은 나중에 설명된다.

단계 3에서, 단계 2에서 계산된 파라미터(Rg, Gg, Bg)의 최소값에 대응하는 공통 신호(CM)가 도출된다. 그 후에, 수학식 14에 제공된 바와 같이 중간 신호(intermediate signal)가 계산된다.

(단, A 및 min은 이전에 정의됨)

여기서, 신호(Rs, Gs 및/또는 Bs)의 값은 아마도 값 1보다 숫자적으로 더 높을 수 있다.

단계 4에서, 잉여분의 최대값이 계산되며, 이는 나중에 수학식 15에 기술된 바와 같이 차감된다.

(단, max는 이전에 정의됨)

(단, Surplus의 이 계산이 음수 값이 되는 경우, Surplus는 0의 값으로 설정됨)

여기서, 파라미터(Rp, Gp, Bp)는 요소(20)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브픽셀을 구동하기 위해 차후에 단계 5에서 사용된다.

단계 5에서, 요소(20)의 백색(W) 서브픽셀의 휘도값이 계산된다. 선택적으로, 백색(W) 서브픽셀의 휘도값은 수학식 16에 기술된 REC709 공식을 사용하여 계산되지만, 원하는 경우 다른 공식이 그 대안으로서 이용될 수 있다.

여기서, 백색(W) 서브픽셀의 휘도를 제어하는 파라미터(Wp)는 수학식 17로부 터 계산될 수 있다.

요소(20)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W) 서브픽셀을 구동하기 위해 감마 영역으로 변환된 신호(RP, GP, BP, WP)는 이어서 수학식 15 및 수학식 17의 결과로부터 수학식 18을 적용함으로써 계산가능하다.

게다가, 출력 구동 신호(RP, GP, BP, WP)에 응답하여 요소(20)에 의해 제공되는 총 출력은 수학식 19로부터 결정될 수 있다.

디스플레이 상에 제공된 각각의 프레임 내의 각각의 요소에 대해 단계 1 내지 단계 5가 수행된다.

요약하면, 단계 1 내지 단계 5를 실행함에 있어서, 적색(R), 녹색(G), 청 색(B) 서브픽셀 중 하나 이상에서의 휘도 감소는 적어도 부분적으로 백색(W) 서브픽셀의 휘도의 증가에 의해 보상되며, 이는 Surplus > 0인 경우 감소되는 색상 채도에 의해 영향을 받는다. 단계 1 내지 단계 5는 파라미터(Wp)에 대한 최대값을 산출하고, 그 결과 가능한 한 밝은 요소(20)의 어레이를 포함하는 디스플레이 얻어지도록 구성된다. 게다가, 선택적으로, Wp와 달리 Rp, Gp, Bp의 기여도가 변경될 수 있고, 이는 그에 의해 변하지 않은 채로 있는 Rt, Gt, Bt에 의해 영향을 받는다.

동작을 설명하면, 단계 1 내지 단계 5와 관련하여 기술된 방법의 결과, 어느 정도의 고휘도 고채도 컬러(high-brightness high-saturation color)의 디새츄레이션(desaturation)이 얻어진다. 일어나는 어느 정도의 디세츄레이션은 수학식 16에서 계산되는 상기한 파라미터(Ysurplus)에 의해 결정된다. 유익하게도, 이상에서 수학식 13에서의 이득 파라미터(HS)는 파라미터(Ysurplus)에서 오버플로우가 일어난 것에 응답하여, 예를 들어, 오버플로우가 일어난 주어진 이미지에 다수의 요소가 존재하는 것에 응답하여 적응가능하다. Ys가 미리 정해진 문턱값보다 높을 때 오버플로우가 일어난다. 이미지 프레임별로 요소에서 파라미터(Ysurplus)의 오버플로우의 발생이 증가할 때, 파라미터(HS)에 사용되는 값이 감소되는 것이 유익하지만, 파라미터(HS)는 이상에서 기술한 바와 같이 1 내지 A의 범위로 제한되고, 선택적으로 이 감소는 이미지 프레임별로 오버플로우를 겪는 요소의 수가 미리 정해진 문턱값을 초과할 때 일어난다. 선택적으로, HS의 주어진 값은 디스플레이 상에 제공된 주어진 이미지 프레임 내의 모든 요소에 관계되어 있으며, 다른 대안으로 서, 원하는 경우, 파라미터(HS)는 Ysurplus의 오버플로우가 로컬적으로 일어나는 것에 응답하여 주어진 이미지 내에서 로컬적으로 수정될 수 있다. 보다 선택적으로는, 파라미터(HS)의 값의 적응적 수정은 일련의 제공된 이미지에서 색상 채도의 빈번한 변동이 일어나지 않도록 오버플로우를 겪는 이미지별 요소의 수에 응답하여 히스테리시스를 갖도록 구현된다.

이제부터 도 2에 기술되고 도시된 방법을 구현하는 장치에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에서, 이 장치는 전체적으로 200으로 나타내며, 사용자에게 이미지를 제공하기 위해 이미지 디스플레이(320)를 형성하는 이러한 요소들의 어레이에서의 각각의 요소(20)에 대한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 입력 정보를 수신하는 프로세서(300)를 포함한다. 선택적으로, 모든 서브픽셀에 대한 신호를 순차적으로 처리하기 위해 단일의 프로세서가 사용된다. 프로세서(300)로부터의 처리된 출력 신호(이러한 신호는 도 2를 참조하여 기술된 방법에 의해 발생됨)는 디스플레이(320)의 개개의 요소(20)를 구동하기 위해 드라이버 하드웨어(310)를 통해 전달된다. 디스플레이(320)의 각각의 요소(20)는 도 1에 나타낸 바와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W) 서브픽셀로 구성되어 있다. 디스플레이(320)의 요소(20)는 도시된 바와 같이 x축 및 y축을 따라 각각 m개의 열 및 n개의 행으로 배치되어 있다. 도 2에 나타낸 방법은 디스플레이(320)의 개개의 요소(20) 각각의 RI, GI, BI 신호에 적용된다. 선택적으로, 프로세서(300)는 컴퓨팅 하드웨어 및/또는 커스텀 로직 하드웨어(custom logic hardware), 예를 들어, ASIC(application specific integrated circuit, 주문형 반도체)를 사용하여 구현될 수 있다.

프로세서(300) 내에서 수행되는 기능들은 도 4에 도시되어 있으며, 전체적으로 500으로 나타내어져 있고, 도 4에 번호가 부여된 기능들은 표 2를 참조하기 바란다.

기능	설명
510	감마 영역에서의 RGB-I 컬러 입력 신호
520	RGB-I를 역감마(de-gamma)하여 RGB^γ를 발생하는 기능: 수학식 11, 단계 1 참조
530	선형 영역 컬러 신호 RGB-i: 단계 1
540	이득 HS*(Max/(Max-Min))(단, 1<HS<A임)을 계산하는 기능: 수학식 13 참조
550	수학식 13으로부터 계산된 RGB-g 이득
560	수학식 13에서의 GNRi, GNGi, GN*Bi를 계산하는 곱셈 기능
580	수학식 13에 의해 발생되는 RGB-g 신호
590	수학식 14에 정의된 공통 신호 CM을 계산하는 기능
600	수학식 14에서와 같은 공통 신호 CM
610	수학식 14에서와 같은 공통 신호 CM을 차감하는 차감 기능
620	수학식 14로부터 계산된 RGB-s 신호
630	수학식 15에서와 같은 잉여분 RGB-surplus를 계산하는 기능
640	수학식 15로부터 계산되는 RGB-surplus
650	수학식 16에서와 같이 Ysurplus를 계산하는 기능
660	기능(650)에서 수학식 16을 사용하여 계산된 Ysurplus
670	수학식 17에서와 같이 Wp를 계산하는 기능
680	수학식 17로부터의 파라미터 Wp에 대한 계산된 값
690	수학식 15에서와 같이 RGB-p를 발생하는 감산 기능
700	수학식 15로부터 계산된 RGB-p 파라미터 값
710	수학식 18에서와 같이 감마 보정을 적용하는 기능
720	요소(20)의 서브픽셀 RGBW의 감마-보정된 RGB 구동 신호

도 4에 나타낸 기능(500)은 이상에서 기술된 단계 1 내지 단계 5에서 제공된 바와 같이 수학식 12 내지 수학식 18 간의 관계를 그래픽으로 나타낸 것이며, 이들 기능(500)은 본 발명의 일 실시예를 구성한다. 선택적으로, 기능(500)은 수학식 13에서 사용되는 이득(HS)의 적응적 제어로 보완되어 있으며, 여기서 기능(500)은 도 5에 전체적으로 800으로 나타낸 추가의 기능들(이들의 설명이 표 3에 제공됨)과 결합하여 실행된다. 파라미터(L1, L2)는 단지 기능(500)과 기능(800)이 상호 연결되는 방식을 나타내기 위해 포함된다.

기능	설명
810	수학식 16에서와 같이 기능(650)에 의해 계산된 Ysurplus 파라미터(660)
820	요소별로 Ysurplus 파라미터를 문턱값과 비교하는 기능: Ysurplus>문턱값이면, 알고리즘에 의해 컬러 디새츄레이션을 나타내는 오버플로우가 식별됨
830	이미지 시퀀스를 나타내는 비디오 동기화 신호 Vsync
840	기능(820)으로부터의 오버플로우 검출 출력 신호
850	기능(820)으로부터의 이미지 프레임별 오버플로우의 수를 카운트하는 기능: 이 기능(850)은 이미지 프레임의 시작을 정의하는 신호 Vsync에 응답하여 리셋됨
860	프레임별 Ysurplus의 오버플로우를 겪는 요소의 수의 카운트
870	문턱값을 넘는 Ysurplus 오버플로우가 너무 많이 발생한 것에 응답하여 이득 파라미터 HS를 감소시키는 비교 기능
880	문턱값을 넘는 Ysurplus 오버플로우가 너무 적은 것에 응답하여 이득 파라미터 HS를 증가시키는 비교 기능
890	이득 HS 신호를 감소시킴
900	이득 HS 신호를 증가시킴

기능(500, 800)은 도 4 및 도 5에 도시된 순서로 구현되며, 기능(500)과 관련하여 각각의 서브픽셀에 대해 또한 기능(800)의 경우 이미지 프레임별로 반복적으로 구현된다, 즉 이미지 프레임별로 적절한 경우 이득(HS)이 증가 또는 감소된다.

요약하면, 요소(20)를 제공하기 위해 요소(10)의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀에 백색(W) 서브픽셀을 추가함으로써 휘도가 개선된다. 요소(20)를 구동하는 종래 기술의 방법에서, 백색(W) 서브픽셀의 광학 특성을 제어하는 백색(W) 신호는 컬러 색조(hue) 및 채도(saturation)가 유지되도록 RGB 신호의 공통 부분에 기초한다. 이러한 포화 색상이 공통 부분을 거의 또는 전혀 갖지 않는 이러한 종래 기술 방법에서의 포화 색상의 렌더링은 백색(W) 서브픽셀을 포함하는 것으로부터 이득을 보지 않는다. 본 발명의 방법은 포화 색상을 제한된 방식으로 디새츄레이션함으로써 포화된 색상에 휘도를 부가하면서 RGB 신호의 공통 부분에 기초한 휘도를 부가한다. 본 발명의 방법을 이용한 결과, 포화 색상의 향상된 휘도, 따라서 향상된 불포화 색상에 대한 향상된 비는 컬러 디새츄레이션 발생으로 인해 야기되는 어떤 아티팩트보다 중요하며, 그에 의해 보는 사람에게 보다 최적의 디스플레이 프리젠테이션을 제공한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들이 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수정될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명은 액정 디스플레이(LCD)에 한정되지 않고 이미지를 투사하는 데 이용되는 마이크로-미러 어레이를 구동하는 것에도 적용가능하며, 이러한 어레이는 디지털 마이크로미러 장치(DMD)라고 한다. 이러한 어레이는 Texas Instruments Inc.에 허여된 공개된 미국 특허 제5,592,188호에 기술되어 있으며, 이 특허는 여기에 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다. 이상에서 기술된 선택적 채도 제어를 갖는 고이득의 방법은 백색 세그먼트를 포함하는 컬러휠(color wheel)을 통해 필터링되는 또는 시간적으로 교대로 전원이 공급되는 컬러 광원, 예를 들어, 고휘도 발광 다이오드(LED)로부터 발생되는 적색, 녹색, 청색 및 백색광으로 조명되는 DMD의 작동 시간을 제어하는 것에 적용가능하다. 주어진 컬러의 광으로 조명될 때 개개의 마이크로미러가 작동되는 기간이 이들 마이크로미러로부터 발생되는 이미지의 여러가지 공간 부분의 컬러 및 밝기를 변조하는 데 사용된다. 따라서, 마이크로미러가 작동되는 기간은 이상에서 기술되고 첨부된 청구 범위에 청구되어 있는 본 발명의 방법에 의해 제어될 수 있다.

본 발명은 또한 요소의 어레이로 제조된 디스플레이(각각의 요소는 개별적으로 어드레싱가능하고 적색, 청색, 녹색 및 백색 컬러의 발광 다이오드를 포함함)에 적용가능하다. 다른 관련예에서, 본 발명은 선택에 따라서는 개별적으로 어드레싱가능한 수직-캐비티 표면-방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser)(이러한 레이저는 종종 VCSEL이라고 하며, 그로부터 방사를 방출할 때 비교적 높은 양자 효율을 나타낼 수 있음)로 구현되는 요소의 어레이로 제조된 디스플레이에 적용가능하다. VCSEL은 미국 특허 제2002/0150092호에 기술되어 있으며, 이 특허는 여기에 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다. 게다가, 본 발명은 또한 유기 LED(OLED) 디스플레이와 관련하여 구현될 수 있다.

유의할 점은 상기한 실시예들이 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명하는 것이며 당업자라면 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 많은 대안의 실시예들을 고안할 수 있다는 것이다. 청구항에서, 괄호 사이에 있는 임의의 참조 기호가 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 동사 "포함한다" 및 그의 활용형의 사용은 청구항에 기재된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소들 앞에 오는 단수 관형사는 복수의 이러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇개의 개별 요소를 포함하는 하드웨어 수단에 의해 또한 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 몇개의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단 중 몇개는 동일한 하드웨어 요소에 의해 구현될 수 있다. 어떤 수단들이 서로 다른 종속항에 열거되어 있다는 단순한 사실이 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.

Claims

디스플레이 요소들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 방법으로서,

각각의 요소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러를 포함하며,

상기 방법은,

(a) 상기 디스플레이의 각각의 요소의 적색, 녹색 및 청색 컬러를 제어하는 입력 신호들을 수신하는 단계,

(b) 상기 입력 신호들을 처리하여 각각의 요소의 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호들을 생성하는 단계 - 상기 출력 구동 신호들은 상기 요소들 중 하나 이상에서의 색상 포화(color saturation)를 선택적으로 감소시킴으로써 해소되는 상기 요소들 중 상기 하나 이상에서 일어나는 잠재적인 색상 포화의 영향을 받는 요소 광도(element luminosity)를 증가시키기 위해 이득 인자(gain factor)에 따라 증강됨 -, 및

(c) 상기 디스플레이의 각각의 요소에 대한 개별적인 서브픽셀들에 상기 출력 구동 신호들을 인가하는 단계

를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서의 처리는,

(d) 각각의 요소에 대해 최대의 잠재적인 광 투과를 계산하는 단계,

(e) 각각의 요소에 대한 상기 입력 신호들을 상기 단계 (d)에서 계산된 상기 최대의 잠재적인 광 투과에 따라 스케일링하는 단계,

(f) 상기 단계 (e)로부터의 상기 스케일링된 입력 신호들의 최소값을 계산하는 단계,

(g) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (f)로부터의 상기 최소값과 관련하여 상기 단계 (e)로부터의 상기 스케일링된 입력 신호들에 대한 중간 신호(intermediate signal)들을 계산하는 단계 - 상기 중간 신호들은 Rs=Rg-CM, Gs=Gg-CM 및 Bs=Bg-CM이고, 여기서 CM=min(Rg, Gg, Bg, A)이고, A는 각각의 요소의 백색 서브픽셀들을 통과하는 광 투과를 각각의 요소의 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들을 통과하는 조합된 광 투과로 나눈 비 T_W/T_RGB이고, Rg, Gg 및 Bg는 상기 스케일링된 입력 신호들임 -,

(h) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (g)로부터의 상기 계산된 중간 신호들의 최대값을 계산하는 단계,

(i) 각각의 요소에 대해 상기 단계 (h)로부터의 상기 최대값과 관련하여 상기 단계 (g)로부터의 잉여분(surplus)들을 계산하는 단계 - 상기 잉여분들은 Rsurplus = Rs*[Surplus/Maxs], Gsurplus = Gs*[Surplus/Maxs], Bsurplus = Bs*[Surplus/Maxs]이고, 여기서 Maxs=max(Rs, Gs, Bs)이고, Surplus=Maxs-1임 -,

(j) 상기 단계 (g)로부터의 상기 중간 신호들과 관련하여 상기 단계 (i)로부터의 상기 계산된 잉여분들 간의 차이를 계산하여 각각의 요소의 상기 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀에 대한 출력 구동 신호들을 생성하는 단계,

(k) 상기 단계 (i)로부터의 상기 스케일링된 계산된 잉여분 및 상기 단계 (f)로부터의 상기 최소값으로부터 휘도값(luminance value)을 계산하는 단계, 및

(l) 상기 백색 서브픽셀의 광출력을 제어하기 위한 상기 백색 출력 구동 신호를 생성하기 위해 상기 단계 (k)로부터의 상기 휘도값을 적용하고, 각각의 요소에 대해 상기 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀로부터의 광출력을 제어하기 위해 상기 단계 (j)로부터의 상기 출력 구동 신호들을 적용하는 단계

를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 인자는 컬러 디새츄레이션(color desaturation)이 일어나는 요소들의 수에 응답하여 적응적으로 되는 디스플레이 구동 방법.
제3항에 있어서, 상기 단계 (b)에서의 상기 이득 인자는 상기 디스플레이 상에 제공되는 이미지 프레임별로 적응적으로 수정되는 디스플레이 구동 방법.
제4항에 있어서, 상기 이득 인자는 점진적 증가 또는 감소 방식으로 적응적으로 수정되는 디스플레이 구동 방법.
제4항에 있어서, 상기 이득 인자는 히스테리시스(hysteresis)를 가지면서 점진적으로 증가 또는 감소되는 디스플레이 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 처리하기 위해 상기 입력 신호들을 감마-
영역으로부터 선형 영역으로 변환하는 단계, 및 각각의 요소에 대한 상기 서브픽셀들을 구동하기 위해 상기 출력 구동 신호들을 상기 선형 영역으로부터 상기 감마-
영역으로 변환하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 구동 방법.
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제1항에 있어서, 상기 방법은 액정 디스플레이(LCD) 및 디지털 마이크로미러 장치(digital micromirror device, DMD) 중 적어도 하나를 구동하기 위해 상기 입력 신호들을 처리하도록 구성되어 있는 디스플레이 구동 방법.
디스플레이 요소들의 어레이를 포함하는 디스플레이를 구동하는 장치로서,

각각의 요소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러의 서브픽셀을 포함하며,

상기 장치는,

(a) 상기 디스플레이의 각각의 요소의 적색, 녹색 및 청색 컬러를 제어하는 입력 신호들을 수신하고,

(b) 상기 입력 신호들을 처리하여 각각의 요소의 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀에 대한 대응하는 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 구동 신호들을 생성하며 - 상기 출력 구동 신호들은 상기 요소들 중 하나 이상에서의 색상 포화를 선택적으로 감소시킴으로써 해소되는 상기 요소들 중 상기 하나 이상에서 일어나는 잠재적인 색상 포화의 영향을 받는 요소 광도를 증가시키기 위해 이득 인자에 따라 증강됨 -, 및

(c) 상기 디스플레이의 각각의 요소에 대한 개별적인 서브픽셀들에 상기 출력 구동 신호들을 인가하도록

동작가능한 프로세서를 포함하는 디스플레이 구동 장치.
제11항에 있어서, 상기 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD) 또는 디지털 마이크로미러 디스플레이(digital micromirror display, DMD)로서 구현되는 디스플레이 구동 장치.
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