KR101378556B1 - 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법은 영상 신호의 화소 구간에 대한 화소 부분 구간을 결정하는 단계와, 한 부분 구간에서 다른 부분 구간으로 디스플레이(200)의 디스플레이 패널(204)의 투과율을 변조하는 단계와, 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분 구간으로 백라이트(202)의 백라이트 강도를 변조하는 단계를 포함한다.
디스플레이(display), 컬러 깊이(color depth), LCD

Description

디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EXTENDING THE COLOR DEPTH OF DISPLAYS}
도 1은 시간 디더링(temporal dithering)의 방법을 도시한 그래프.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이를 도시한 블럭도.
도 3A 내지 도 3D는 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이의 일부를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 깊이를 확장하는 방법을 도시한 플로우차트.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 깊이를 확장하는 방법의 일례를 도시한 그래프.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 깊이를 확장하는 방법의 일례를 도시한 그래프.
실시형태는 영상을 표시하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이상적으로, 액정 디스플레이 (이하 "LCD"라 한다)와 같은 영상 디스플레이는 계속적으로 변경하는 세 원색(primary color, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색) 모두의 색조를 표현할 수 있어야 한다. 이에 따라, 디스플레이의 각 화소는 상기 원색의 선형 조합에 따라 무한한 수의 컬러와 강도(intensity)를 생성할 수 있다. 그러나, 유효 컬러 강도 수가 디스플레이 특성, 디스플레이 메모리 크기, 구동 한계 등과 같은 많은 인자들에 의해 감소된다.
일반적인 LCD는 백라이트, 편광 필터, 기타 광학 필터 및 액정(liquid crystal, 이하 "LC"라 한다) 셀을 포함하는 액정 패널(liquid crystal panel)을 구비한다. 액정 패널에서, 화소 각각은 각 원색에 대응하는 3개의 이웃하는 LC 셀로 구성된다. LCD에서, 화소의 컬러와 강도는 상기 3개의 이웃하는 LC 셀에 인가되는 전압에 의하여 결정된다. 특히, 각 셀의 광 투과율은 상기 셀 전체에 인가되는 전압의 함수이다. 그 결과, 백라이트와 컬러 필터는 다른 단색 셀들에게 적색, 녹색 및 청색의 컬러를 제공한다. 상기 백라이트는 냉음극관 형광 램프(cold cathod fluorescent lamp, 이하 "CCFL"이라 한다) 또는 선택적인 광 배관을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode, 이하 "LED"라 한다)의 배열로 구축될 수 있다. 또한, 상기 LCD는 광을 분산시키는 확산 스크린을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(thin-film transistor, 이하 "TFT"라 한다) LCD 패널에 있어서, 각 LC 셀의 전압은 디지털-아날로그 컨버터(digital to analogue converter, 이하 "DAC"라 한다)에 의해 생성된다. 상기 전압은 LC 셀에 고유하게 관련되는 로 컬 트랜지스터를 통해 로컬 커패시터 상에 스트로브(strobe)된다. 각 LC 셀은 적어도 LCD의 필드 레이트 또는 프레임 레이트로 리플레시되어야 한다. 일반적인 LCD는 총 262,164 컬러의 팔레트를 생성할 수 있는 6비트의 DAC를 포함할 수 있다. 더 고가의 유닛은 총 16,777,246 색의 컬러의 팔레트 생성할 수 있는 8비트의 DAC를 포함할 수 있다. 따라서, 대형 LCD는 많은 수의 DAC를 필요로 한다. 또한, 복잡성 때문에, DAC의 비트 용량이 증가함에 따라 각 DAC의 크기가 증가한다. 7비트의 DAC는 6비트 DAC의 거의 두 배 크기이고, 8비트 DAC는 7비트 DAC의 두 배 크기이다.
컬러 관련 정보에 더하여, 감마 보정 등을 지원하고, 적용 온도 범위에서 로컬 LC 셀 커패시터 바이어스를 제거하기 위한 부가적인 비트가 필요하다. 종래 기술에서, LCD는 총 64개의 전압 레벨을 사용하여 제어되며, 더 고가의 LCD는 256 전압 레벨을 사용할 수 있다. 그럼에도, 공간 디더링(spatial dithering) 또는 시간 디더링(temporal dithering)과 같은 다른 기술들이 LCD의 컬러 깊이 및 강도 범위를 확장하기 위하여 사용될 수 있다.
시간 디더링은 각 화소 주기 내에서 화소를 수회 갱신하는 것을 포함한다. 도 1은 시간 디러링의 예시를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 패널의 백라이트는 균일한 강도 I0를 만들어 낸다(101). 각 화소 구간은 4개의 부분 구간(T, 2T, 3T, 4T)으로 분할된다. 각 화소는 서로 δTr만큼 떨어져 있는 Trn 레벨 또는 그 다음 높은 레벨인 Trn +1 레벨 중 하나인 DAC의 출력에 의하여 구동된다. 화소 주기의 4개의 부분 구간으로 정의된 T, 2T, 3T, 4T로 표시된 지점에서만 천이가 발생한다. 트랜지스터는 하나, 둘 또는 세 개의 부분 구간에서는 높은 전압인 Trn+1을 LC 셀에 인가하고, 나머지 부분 구간에서는 Trn을 인가한다(그래프 102, 104, 106, 108 및 110 참조). 인간의 눈은 화소의 출력을 3개의 중간값으로 통합한다. 예를 들어, 도 그래프 104에 도시된 바와 같이, Trn +1이 부분 구간 T동안 인가되면, 그 결과, LC 셀의 유효 투과율은 Trn+0.25δTr이 되며, 화소 강도는 I0(Trn+0.25δTr)이 된다.
따라서, 각 부분 구간에서의 투과율을 변경하는 것에 의하여, 컬러 당 3개의 추가 그레이 쉐이드(gray shade)가 생성되어, 디스플레이 컬러 깊이가 사실상 증가된다. 그러나, 컬러 당 3개의 추가 그레이 쉐이드를 획득하는 것에 의해서만은 디더링 처리에 사용되는 4개의 추가 비트가 충분히 활용되지 않는다.
본 발명은 디스플레이의 컬러 깊이를 확장할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 실시형태는, 영상 신호의 화소 구간에 대한 부분 구간을 결정하는 단계와, 한 부분 구간에서 다른 부분 구간으로 디스플레이의 디스플레이 패널의 투과율을 변조하는 단계와, 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분구간으로 백라이트의 백라이트 강도를 변조하는 단계를 포함하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법에 관련된다.
본 발명에 따른 다른 실시형태는, 영상 신호의 화소 구간에 대한 부분 구간을 결정하는 단계와, 상기 화소 부분 구간에 대한 광원 변조를 결정하는 단계와, 상기 광원 변조에 따라 광원의 강도를 변조하는 단계 및 디스플레이의 디스플레이 패널의 투과율을 각 부분 구간에 대한 광원 변조에 동기시키는 단계를 포함하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법과 관련된다.
또한, 본 발명에 따른 실시형태는, 광원과, 상기 광원에 연결되는 광원 구동부와, 상기 광원에 인접하여 노출되는 투과형 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에 연결되는 디스플레이 패널 제어 회로 및 상기 광원 구동부와 상기 디스플레이 제어 회로에 연결되는 디더링 회로를 포함하는 확장된 컬러 깊이를 갖는 디스플레이에 관련된다. 또한, 상기 디더링 회로는 영상 신호에서의 화소 구간에 대한 화소 부분 구간을 결정하는 로직과, 한 부분 구간에서 다른 부분 구간으로 상기 디스플레이 패널의 투과율을 변조하는 로직과, 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분 구간으로 광원 강도를 변조하는 로직을 포함한다.
추가적인 실시형태가 아래에서 상세하게 설명될 것이며, 그 부분은 아래의 설명으로부터 명백해 지거나, 본 발명의 실시형태에 의하여 습득될 수 있다. 실시형태들은 첨부된 청구범위에서 특별히 지적된 구성요소와 그 조합에 의해 구현되고 획득될 수 있을 것이다. 전술한 일반적인 설명과 아래의 상세한 설명은 단지 대표적인 예시형태에 불과하며, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
본 명세서의 포함되어 명세서를 구성하는 첨부 도면은 발명의 설명과 함께 몇 가지 실시형태를 도시하며, 본 발명의 원리를 설명하는데 도움이 된다.
본 발명의 실시형태는 디스플레이 장치의 컬러 깊이(color depth)를 확장하는 방법 및 장치와 관련된다. 균일한 광원이 사용되는 전형적인 4비트 디더링 기술에 있어서, 컬러 당 3개의 추가적인 그레이 쉐이드에 의하여 컬러 깊이가 확장될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 컬러 깊이는, 디스플레이의 광원을 변조하고, 각 화소의 디더링을 광원 변조에 동기시키는 것에 의하여 증가한다. 광원은 화소 구간의 부분 구간별로 광원의 강도를 변경하는 것에 의하여 변조될 수 있다. 그 다음, 각 화소의 디더링은 부분 구간별로 변조된 광원에 동기된다.
광원을 변조(modulating)하는 것에 의하여, 디더링 동안 생성되는 컬러의 범위가 증가할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 디스플레이의 크기와 비용의 증가 없이 디스플레이에서 일반적으로 사용되는 하드웨어를 사용하여 증가된 컬러 깊이를 얻을 수 있다. 예를 들어, 4비트 디더링과 광원의 상이한 변조 함수를 사용하여, 컬러 당 9개의 추가 그레이 쉐이드가 생성되어 디스플레이의 컬러 깊이가 256K 컬러에서 251M 컬러 이상으로 실질적으로 증가하거나, 컬러 당 14개의 추가 그레이 쉐이드가 생성되어 디스플레이의 컬러 깊이가 256K 컬러에서 846M 컬러 이상으로 실질적으로 증가한다.
첨부된 도면에 예시되는 본 발명의 실시형태가 상세하게 참조될 것이다. 동 일하거나 유사한 부분을 참조하기 위하여, 도면 전체에 대하여 동일한 참조 부호가 사용될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이(200)를 도시하는 블럭도이다. 디스플레이(200)는 사용자에 의해 시청 가능한 변조된 광원으로부터 광 투과율을 변경하는 것에 의하여 영상을 생성할 수 있는 영상 디스플레이의 한 종류가 될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(200)는 LCD일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이(200)는 광원(202)과 디스플레이 패널(204)을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이(200)가 LCD이면, 광원(202)은, 도 3A와 도 3B에 각각 도시된 바와 같이, LED 또는 CCFL 백라이트일 수 있다. 더하여, 디스플레이(200)가 LCD인 경우, 디스플레이 패널(204)은, 도 3C에 도시된 바와 같이, 액정 패널일 수 있다. 디스플레이(200)는 버퍼(206)와, 디더링 회로(208)와, 광원 구동부(210)와 디스플레이 패널제어 회로(212)를 포함한다.
버퍼(206)는 영상 소스(video source, 미도시)에 연결되고, 디더링 회로(208)와 연결된다. 디스플레이(200)는 버퍼(206)에서 영상 신호를 수신한다. 버퍼(206)는 영상 신호를 버퍼링하고, 상기 영상 신호를 디더링 회로(208)로 전달한다. 디더링 회로(208)는 광원(202)의 변조를 결정하는데 필요한 처리를 수행한다. 더하여, 디더링 회로(208)는 디스플레이 패널(204)의 디더링을 제어한다. 또한, 디더링 회로(208)는 영상 신호에 따라 디스플레이(200)에 표시되는 영상을 생성하기 위해 광원(202)의 변조와 디스플레이 패널(204)의 디더링을 동기시킨다. 도 4, 도 5A 내지 도 5C, 도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 실시형태에 따라 디더링 회로(208) 에 의해 수행될 수 있는 예시적인 방법을 도시한다.
디더링 회로(208)는 제어 및 처리 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합을 종류에 관계없이 포함할 수 있다. 예를 들어, 디더링 회로(208)는 디지털 프로세서와 상기 디지털 프로세서에 연결된 메모리를 포함할 수 있다. 이 예에서, 상기 메모리는 상기 디지털 프로세서가 광원 구동부와 디스플레이 패널 구동부를 제어하는데 사용되는 필요한 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리는 화소 부분 구간을 결정하고, 광원 변조를 결정하고, 광원 구동 신호를 생성하고, 디스플레이 패널 제어 신호를 생성하는 로직을 포함할 수 있다.
디더링 회로(208)는 광원 구동부(210)에 연결된다. 더하여, 디더링 회로(208)는 디스플레이 패널 제어 회로(212)에 연결된다. 디더링 회로(208)는 광원 구동부(210)가 디더링 회로(208)에 의해 결정된 대로 변조된 광원을 생성하기 위한 제어 신호를 생성한다. 더하여, 디더링 회로(208)는 디스플레이 패널 제어 회로(212)로 전달되는 영상 신호를 생성한다. 디더링 회로(208)에 의해 생성된 영상 신호는 표시되는 영상을 생성하기 위한 변조된 광원과 동기된다.
도 3A와 3B는 디스플레이(200)에 사용될 수 있는 2가지 타입의 광원을 도시한다. 도 3A는 LED 백라이트를 사용하는 디스플레이(200)를 도시한다. 디스플레이(200)는 LED(304)로 이루어진 LED 백라이트 패널(302)을 포함한다. 또한, LED(304)는 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, LED(304)가 컬러를 가지는 경우, LED(304)는 적색, 녹색, 청색이 교대하는 패턴으로 배열될 수 있다. 또한, 디스플레이(200)는 LED 백라이트 패널(302)과 LCD 패널(308) 사이에 배치된 확산 판(diffuser, 306)을 포함한다. LED 백라이트 패널(302)은 비교적 구분된 강도를 갖는 조명(310)을 생성하지만, 확산판(306)은 LED 백라이트 패널(302)로부터 방사된 조명(310)을 실질적으로 균일한 강도를 갖는 조명(312)으로 변환한다. LCD 패널(308)은 다양한 강도로 화상(314)을 생성하는 신호에 따라 LCD 패널(308)에서 각 개별 LCD 투과율을 변경한다.
도 3B는 CCFL 백라이트를 사용하는 디스플레이(200)를 도시한다. 도 3B에서, 디스플레이(200)는 CCFL 튜브(322)로 이루어진 백라이트 패널(320)을 포함한다. CCFL 튜브(322)는 수직 또는 수평방향으로 배치될 수 있다. 디스플레이(200) 역시 백라이트 패널(320)과 LCD 패널(328) 사이에 있는 확산판(324)을 포함한다. 백라이트 패널(320)과 확산판(324)은 실질적으로 균일한 강도의 조명(326)을 생성한다. LCD 패널(308)은 다양한 강도로 화상(330)을 생성하는 신호에 따라 LCD 패널(328)에서 각 개별 LCD 투과율을 변경한다.
전술한 바와 같이, LED(304)는 단색일 수 있다. 또한, CCFL(322)는 단색 광원을 생성한다. 따라서, 디스플레이(200)는 컬러 영상을 생성하기 위해 컬러 필터를 포함한다. 도 3C는 원색의 선형 조합에 따라 컬러 및 강도를 생성하기 위해 디스플레이(200)와 함께 사용되는 컬러 필터(350)를 도시한다. 도 4C에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(350)는 각각 단일 LCD 셀에 대응하는 교대하는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(352)를 포함한다. 상이한 컬러를 생성하는 3개의 다양한 컬러 LC 셀의 강도를 변경하는 것에 의하여 다양한 컬러가 생성될 수 있다.
도 3D는 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이(200)의 디스플레이 패 널(204)과 디스플레이 패널 제어 회로(212)로써 사용될 수 있는 디스플레이 패널과 디스플레이 패널 제어 회로(360)를 도시한다. 디스플레이 패널(360)은 LC 셀로 이루어진 액정 패널(361)을 포함한다. 트랜지스터(382)와 커패시터(384) 배열은 LC 셀에 포함된다. 디스플레이 패널(204)은 인터페이스(364)에서 영상 신호(362)를 수신한다. 인터페이스(364)는 DAC(370)에 연결된다. DAC(370)는 비선형 룩업 테이블 또는 함수(372)를 통하여 LC 셀을 제어하는 전압(374)을 생성한다. 상기 전압은 LC 셀에 고유하게 관련되는 로컬 트랜지스터(382)를 통해 로컬 커패시터(384) 상에 스트로브(strobe)된다.
타이밍 제어부(366)는 DAC(370)에 타이밍 신호를 제공하기 위해 DAC(370)에 연결된다. 또한, 전원(368)은 기준 전압을 제공하기 위해 DAC(370)에 연결된다. 행(row) 선택부(378)과 열(column) 선택부(376)를 사용하여 적당한 LC 셀이 선택된다. 바이어스 전압원(380)은 트랜지스터(382)에 바이어스 전압을 공급한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법(400)을 도시한다. 방법(400)은 디스플레이의 광원이 변조될 수 있는 어떠한 종류의 디스플레이에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 방법(400)은 도 2 와 도 3A 내지 도 3D에 도시된 디스플레이(200)에서 수행될 수 있다. 방법(400)은 화소 부분 구간에 대한 광원의 강도를 변조하는 것에 의하여 디스플레이의 컬러 깊이를 확장한다. 예를 들어, 디스플레이(200)가 사용되면, 백라이트 패널의 개별 LED 또는 CCFL 튜브가 화소 구간의 부분 구간에서 변조된다.
방법(400)은 화소 구간에서 화소 부분 구간을 결정(402)하는 것으로부터 시 작한다. 화소 부분 구간은 화소 구간을 다수의 시간 주기의 부분 구간으로 분할하는 것에 의하여 결정된다. 화소 구간은 디스플레이가 생성할 수 있는 어떠한 개수의 부분구간으로도 분할될 수 있다. 부분 구간의 수는 LC 셀이 갱신되는 속도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 화소 구간은 4개의 화소 부분 구간으로 분할될 수 있다. 당업자는 화소 구간이 그 이상 또는 그 이하의 부분 구간으로 분할될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 디스플레이(200)가 사용되는 경우, 디더링 회로(208)가 화소 부분 구간을 결정할 수 있다.
다음으로, 디스플레이는 광원의 변조를 결정한다(404). 광원 변조는 디스플레이되는 영상에 따라 결정될 수 있다. 또한, 광원 변조는 기설정된 변조 패턴으로부터 선택될 수 있다. 변조 패턴은 서로 다른 화소 부분구간에 대하여 광원의 강도가 변경되는 함수의 형식이 될 수 있다. 예를 들어, 변조 패턴은 광원의 강도가 화소 구간의 각 화소 부분구간에 대하여 단계적으로 증가하는 함수가 될 수 있다. 당업자는 다양한 패턴 또는 함수가 광원 변조에 적용될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 디스플레이(200)가 사용되는 경우, 디더링 회로(208)가 화소의 부분 구간과 광원 변조를 결정할 수 있다.
그 다음, 디스플레이는 결정된 광원 변조에 따라 광원을 변조한다(406). 광원은 광원에 전달되는 전력을 변경함으로써 변조될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(200)가 사용되는 경우, 광원 구동부(210)는 디더링 회로(208)로부터 수신한 변조에 따라 광원(202)에 공급되는 전력을 변경할 수 있다.
다음으로, 디스플레이는 영상을 생성하기 위해 디스플레이 패널의 투과율을 변조한다(408). 디스플레이 패널의 투과율은 부분 구간 동안 상기 디스플레이 패널의 투과율 레벨을 변경하는 것에 의하여 변조된다. 디스플레이 패널의 투과율 변조는 원하는 영상을 생성하기 위하여 광원 변조와 동기된다. 예를 들어, 영상 신호에 따라, 디스플레이 패널의 화소 투과율은 2개의 연속적인 레벨의 투과율 중 하나로 설정될 수 있다. 이 디더링이 광원 변조와 동기되기 때문에, 디스플레이가 획득할 수 있는 컬러 깊이는 증가한다. 예를 들어, 디스플레이(200)가 사용되는 경우, 디스플레이 패널 제어 회로(212)는 디더링 회로(208)로부터 수신한 신호에 따라 디스플레이 패널(204)의 투과율을 제어할 수 있다.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 깊이를 확장할 수 있는 방법(400)의 예시를 도시한다. 컬러 깊이를 확장하는 이 예시는 디스플레이의 광원이 변조될 수 있는 어떠한 종류의 디스플레이에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 방법이 도 2 및 도 3A 내지 도 3D에 도시된 디스플레이에서 수행될 수 있다. 도 5A 내지 도 5C는 각 화소 부분 구간에 대한 광원 변조(501)와 화소 부분 구간 동안의 다양한 LCD 투과율 값(502-522)을 도시한다. 이 예시에서, 화소 구간은 4개의 부분 구간(T, 2T, 3T, 4T)으로 분할된다. 이 예시에서, 광원은 화소 구간의 4 부분 구간과 동위상의 단계적인 또는 선형적인 톱니바퀴 포락선에 따라 변조된다. 구체적으로는, 단계적인 광원 패턴은 각 화소 구간 (T, 2T, 3T, 4T)에 대하여 각각 0.4I0, 0.8I0, 1.2I0 및 1.6I0로 설정된다(501). 광원이 변경되지 않는다면 I0는 균일한 강도를 가진다. 예를 들어, 디스플레이(200)가 사용되는 경우, 백라이트 패널의 LED 또는 CCFL 튜브가 변조된다.
컬러 깊이를 확장하기 위해, 디스플레이 패널에서의 화소 투과율은 서로 δTr만큼 떨어져 있는 Trn 레벨 또는 그 다음 높은 레벨인 Trn +1 레벨 중 하나인 DAC의 출력에 의하여 구동될 수 있다(502-522). 화소 주기의 4개의 부분 구간으로 정의된 T, 2T, 3T, 4T로 표시된 지점에서만 천이가 발생한다. 감지되거나 "유효한" 화소의 투과율(및 연속적인 광도(luminosity))는 디스플레이 패널의 셀의 실제 투과율이 Trn과 Trn +1 레벨에서 얼마나 오래 동안 있는지 뿐만 아니라, 대응하는 레벨이 광원 강도 변조에 따라 언제 인가되는지에 좌우된다.
도 5A 내지 도 5C에서 도시된 예시는 컬러 당 9개의 추가적인 그레이 쉐이드를 제공하며, 각각은 0.1I0δTr(504), 0.2I0δTr(506), 0.3I0δTr(508), 0.4I0δTr(510), 0.5I0δTr(512), 0.6I0δTr(514), 0.7I0δTr(516), 0.8I0δTr(518), 0.9I0δTr(520)의 추가적인 투과율에 대응된다. 구체적으로는, 그래프(504)를 참조하면, Trn+1이 부분 구간 T에 인가되고, Trn이 부분구간 2T, 3T, 4T에 인가된다. 그 결과, 주어진 셀에서의 유효 투과율은 Trn+0.1δTr이 되며, 화소 강도는 I0(Trn+0.1δTr)가 된다.
도 5A 내지 도 5C에 도시된 광원 변조의 결과로, 컬러 당 9개의 추가 그레이 쉐이드가 생성되어 디스플레이 컬러 깊이를 256K 컬러에서 251M 컬러 이상으로 실질적으로 증가시킨다. 8비트 DAC에서, 도 5A 내지 도 5C에 도시된 광원 변조는 컬 러 깊이를 16M 컬러에서 16G 컬러 이상으로 실질적으로 증가시킨다.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 깊이를 확장할 수 있는 방법(400)의 다른 예시를 도시한다. 컬러 깊이를 확장하는 이 예시는 디스플레이의 광원이 변조될 수 있는 어떠한 종류의 디스플레이에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 방법이 도 2 및 도 3A 내지 도 3D에 도시된 디스플레이에서 수행될 수 있다. 도 6A 내지 도 6D는 각 화소 부분 구간에 대한 광원 변조(601)와 화소 부분 구간 동안의 다양한 LCD 투과율 값(602-632)을 도시한다. 이 예시에서, 화소 구간은 4개의 부분 구간(T, 2T, 3T, 4T)로 분할된다. 이 예시에서, 광원은 화소 구간의 4 부분 구간과 동위상의 단계적인 또는 선형적인 톱니바퀴 포락선에 따라 변조된다.
구체적으로는, 단계적인 광원 패턴은 각 화소 구간 (T, 2T, 3T, 4T)에 대하여 각각 0.27I0, 0.53I0, 1.07I0 및 2.13I0로 설정된다(501). 광원이 변조되지 않는다면 I0는 균일한 강도를 가진다. 이 예시에서, 화소 구간의 평균 강도는 I0(0.27I0+0.53I0+1.07I0+2.13I0/4=I0)이다.
컬러 깊이를 확장하기 위해, 디스플레이 패널에서의 화소 투과율은 서로 δTr만큼 떨어져 있는 Trn 레벨 또는 그 다음 높은 레벨인 Trn +1 레벨 중 하나인 DAC의 출력에 의하여 구동될 수 있다(602-632). 화소 주기의 4개의 부분 구간으로 정의된 T, 2T, 3T, 4T로 표시된 지점에서만 천이가 발생한다. 감지되거나 "유효한" 화소의 투과율(및 연속적인 광도)는 디스플레이 패널의 셀의 실제 투과율이 Trn과 Trn +1 레벨에서 얼마나 오래 동안 있는지 뿐만 아니라, 대응하는 레벨이 광원 강도 변조에 따라 언제 인가되는지에 좌우된다.
도 6A 내지 도 6D에서 도시된 예시는 컬러 당 14개의 추가적인 그레이 쉐이드를 제공하며, 각각은 0.067I0δTr(604), 0.133I0δTr(06), 0.2I0δTr(608), 0.267I0δTr(610), 0.333I0δTr(612), 0.4I0δTr(614), 0.467I0δTr(616), 0.533I0δTr(618), 0.6I0δTr(620), 0.667I0δTr(622), 0.733I0δTr(624), 0.8I0δTr(626), 0.867I0δTr(628), 0.933I0δTr(630)의 추가적인 투과율에 대응된다. 구체적으로는, 그래프(604)를 참조하면, Trn +1이 부분 구간 T에 인가되고, Trn이 부분구간 2T, 3T, 4T에 인가된다. 그 결과, 주어진 셀에서의 유효 투과율은 Trn+0.067δTr이 되며, 화소 강도는 I0(Trn+0.067δTr)가 된다.
도 6A 내지 도 6D에 도시된 광원 변조의 결과로, 컬러당 14개의 추가 그레이 쉐이드가 생성되어 디스플레이 컬러 깊이를 256K 컬러에서 846M 컬러 이상으로 실질적으로 증가시킨다. 8비트 DAC에서, 도 6A 내지 도 6D에 도시된 광원 변조는 컬러 깊이를 16M 컬러에서 56G 컬러 이상으로 실질적으로 증가시킨다.
당업자는 도 5A 내지 도 5C 및 도 6A 내지 도 6D에 도시된 방법은 예시적인 것이며, 다른 상이한 패턴이 광원 변조를 위해 채용될 수 있고, 다양한 상이한 부분 구간 분할이 채용될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소 구간은 그 이상 또는 그 이하로 분할될 수 있다. 더하여, 광원의 상이한 패턴과 강도 레벨이 부분 구간 동안 인가될 수 있다.
또한, 도 5A와 도 6A의 그래프 501과 601에 도시된 강도 패턴은 단지 예시적인 것에 불과하다. 도 5A 내지 도 5C 및 도 6A 내지 도 6D의 방법에서, 도시된 강도 레벨은 상이한 패턴으로 인가될 수 있다. 도 5A 내지 도 5C 및 도 6A 내지 도 6D의 방법에서, 부분 구간 중 한 구간의 강도 레벨은 다른 부분 구간의 강도 레벨로 사용될 수 있다.
본 명세서 및 본 명세서에 개시된 실시형태로부터 다른 실시형태가 당업자에게 자명할 것이다. 본 설명 및 실시형태는 예시적인 것으로, 본 발명의 실제 범위와 사상은 첨부된 청구범위에 의하여 표시될 것이다.
본 발명에 따르면, 디스플레이의 컬러 깊이가 확장되는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 디스플레이(200)의 디스플레이 패널(204)을 디더링하는 단계로서,
    영상 신호의 화소 구간에 대한 부분 구간을 결정하는 단계; 및
    한 부분 구간에서 다른 부분 구간으로 상기 디스플레이(200)의 디스플레이 패널(204)의 투과율을 변조하는 단계;
    를 포함하는 디더링 단계; 및
    상기 디스플레이 패널의 디더링이 광원의 변조와 동기화되도록 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분구간으로 백라이트(202)의 백라이트 강도(intensity)를 변조하는 단계
    를 포함하고,
    백라이트의 백라이트 강도를 변조하는 단계는,
    각 화소 구간에 대한 상기 광원의 요구되는 균일한 강도(I0)를 결정하는 단계; 및
    상기 화소 구간의 평균 강도가 상기 I0와 동일하도록 상기 광원을 미리 정해진 변조 패턴에 따라 변조하는 단계
    를 포함하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 백라이트 강도는,
    각 화소 구간의 부분 구간 사이에서 단계별로 변조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분 구간으로의 상기 백라이트 강도의 변조와 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분 구간으로의 상기 디스플레이 패널(204)의 투과율의 변조를 동기시키는 단계는,
    화소 구간에 대한 화소의 요구되는 출력을 수신하는 단계;
    상기 백라이트 강도의 변조를 결정하는 단계; 및
    상기 화소의 투과율 변조를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 투과율 변조는 상기 백라이트 강도 변조와 동기되어 상기 요구되는 출력을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 백라이트 강도 변조 결정에 따라 상기 백라이트에 전원을 공급하는 단계; 및
    상기 화소의 투과율 변조 결정에 따라 상기 화소의 투과율을 설정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  8. 영상 신호의 화소 구간에 대한 화소 부분 구간을 결정하는 단계;
    상기 화소 부분 구간에 대한 광원 변조를 결정하는 단계;
    상기 광원 변조에 따라 광원(202)의 강도를 변조하는 단계; 및
    상기 화소 부분 구간에 동기화하여 미리 정해진 제1 투과율(Trn) 및 미리 정해진 제2 투과율(Trn+1) 사이에서 상기 화소의 투과율을 변화시킴으로써 디스플레이(200)의 디스플레이 패널(204)을 디더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 디스플레이 내에 포함되는 디더링 회로(208)로부터 수신되는 입력에 따라 디스플레이 패널 제어 회로(212)에 의해 미리 정해진 상기 제1 투과율(Trn) 및 미리 정해진 상기 제2 투과율(Trn+1) 사이에서 상기 화소의 투과율이 전이하도록 구동되며,
    미리 정해진 광원 변조 패턴이 화소 구간에서 화소 구간으로 반복되는 동안, 미리 정해진 상기 제1 투과율(Trn) 및 미리 정해진 상기 제2 투과율(Trn+1) 사이에서 상기 화소의 투과율이 전이하는 화소 부분 구간은, 상이한 광도를 갖는 화소들 사이에서 가변되는,
    디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    화소 구간에 대한 상기 디스플레이 패널(204)의 화소의 요구되는 출력을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 요구되는 출력에 따라 광원 변조를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이의 컬러 깊이를 확장하는 방법.
  10. 광원(202);
    상기 광원(202)에 연결되는 광원 구동부(210);
    상기 광원(202)에 인접하여 배치되는 투과형 디스플레이 패널(204);
    상기 디스플레이 패널(204)에 연결되는 디스플레이 패널 제어 회로(212); 및
    상기 광원 구동부(210)와 상기 디스플레이 제어 회로(212)에 연결되는 디더링 회로(208)를 포함하고,
    상기 디더링 회로(208)는,
    영상 신호에서의 화소 구간에 대한 화소 부분 구간을 결정하는 로직;
    상기 화소 부분 구간에 동기화하여 미리 정해진 제1 투과율(Trn) 및 미리 정해진 제2 투과율(Trn+1) 사이에서 화소의 투과율을 가변시킴으로써 한 부분 구간에서 다른 부분 구간으로 상기 디스플레이 패널(204)의 투과율을 변조하는 로직; 및
    미리 정해진 상기 제1 투과율(Trn) 및 미리 정해진 상기 제2 투과율(Trn+1) 사이에서 상기 화소의 투과율이 전이하는 상기 화소 부분 구간이 상이한 광도를 갖는 화소들 사이에서 가변되는 동안, 미리 정해진 광원 변조 패턴에 따라 상기 한 부분 구간에서 상기 다른 부분 구간으로 광원 강도를 변조하는 로직
    을 포함하고,
    상기 미리 정해진 광원 변조 패턴은 화소 구간 별로 반복되는,
    을 포함하는,
    확장된 컬러 깊이를 갖는 디스플레이.
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