KR101560410B1 - 화상표시 시스템 - Google Patents

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Abstract

화상표시 시스템이 개시된다.
본 발명에 따른 화상표시 시스템은 고해상도, 고주파수의 표시장치의 모델에 따라 2개 이상의 프레임 레이트 집적회로를 1×4구조 또는 2×2구조를 갖도록 배치하고 프레임 레이트 집적회로에서 처리할 수 있는 데이터의 비트수를 변조하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
프레임 레이트, 배치 구조, 데이터 비트 변조, ME/MC(Motion estimation /Motion Compensation)

Description

화상표시 시스템{Image Display System}
본 발명은 화상표시 시스템에 관한 것으로, 특히 고해상도 및 고주파수 모델에 따라 최적으로 프레임 레이트 집적회로를 배치하고 제조비용을 절감할 수 있는 화상표시 시스템에 관한 것이다.
컬러 화상을 송수신하는데 있어서, 예를 들면 복수의 화소가 이차원 평면에 배치된 화면을 설정하고, 텔레비젼의 송신기에 대하여 화면을 구성하는 화소의 주사 방식을 정함과 함께, 이 주사 수순에 기초하여 각 화소에 관한 컬러 화상 데이터를 순차 송신하고, 수신기측에서는 수신한 컬러 화상 데이터를 정해진 주사 순서로 표시하는 방식이 채용되고 있다. 예를 들면, CRT(Cathod Ray Tube)는 가늘게 조여진 전자 빔을 형광체 면에 투사함으로써 화소 단위의 표시를 행하고, 전자 빔을 주사함으로써 화면 전체에 컬러 화상을 표시하도록 되어 있다. 이 경우, 화질 향상을 목적으로 한 하이비전 방송 등에서 화면을 구성하는 화소의 수를 텔레비젼 방송보다도 증가시키고 있다. 또한, 표시장치 등에서는 화질을 향상시키는데 있어서, 화소수의 증가와 함께 표시 화면의 재기록 횟수(프레임 레이트)를 증가시키는 방식이 채용되고 있다.
한편, 액정표시장치, 플라즈마 표시장치 등에서는 표시의 단위가 되는 화소를 회로적으로 구성하고, 각 화소를 선택하면서 각 화소에 표시신호를 공급함으로써, 컬러 화상을 화면 상에 표시하는 구성이 채용되고 있다. 이러한 종류의 표시장치에서는 표시 데이터를 생성 혹은 축적하는 표시 제어장치에서 배선을 통해 컬러 화상에 대한 데이터를 입력하고, 입력한 데이터를 드라이버 회로를 이용하여 각 화소에 공급하고, 각 화소를 순차 구동함으로써 컬러 화상을 표시하도록 되어 있다. 이 경우 표시하는 화질을 높이는 방법으로 화면 내의 화소를 증가시키거나(고해상도) 프레임 레이트를 증가시키는 방법이 채용되고 있다.
한편, Full HD 해상도의 120Hz의 액정표시장치의 경우 외부에 위치하며 하나의 프레임 레이트 집적회로(FRC IC)를 구비한 화상표시 시스템으로부터 입력된 영상을 처리하였다. 그런데 Full HD 해상도의 240Hz의 액정표시장치의 경우에는 상기 하나의 프레임 레이트 집적회로(FRC IC)를 이용하여 상기 화상표시 시스템으로부터 전체 입력된 영상 처리가 불가하여 상기 화상표시 시스템에 2개의 프레임 레이트 집적회로(FRC IC)를 적용하였다.
구체적으로, Full HD 해상도의 240Hz의 액정표시장치에서는 영상이 표시되는 액티브 영역을 2개의 영역으로 분리한 후 각각의 영역을 하나의 프레임 레이트 집적회로에서 영상 처리를 하도록 하였다. 이때, 상기 2개의 프레임 레이트 집적회로는 분리된 2개의 영역뿐만 아니라 상기 분리된 2개의 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩되는 영역의 영상 처리를 한다.
상기 분리된 영역 내에서 물체가 이동하는 영상을 표시하는 경우에는 상관없 지만, 상기 분리된 영역 중 제1 영역에서 제2 영역으로 물체가 이동하는 영상을 표시하는 경우에 상기 중첩된 영역을 두지 않게 되면 물체가 끊어져 보이는 현상 또는 끌림 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 2개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 중첩된 영역에 해당하는 데이터를 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제공받아 사용자에게 향상된 품위의 영상을 제공하기 위한 데이터 처리를 하게 된다.
상기 블랭크 타임(Blank time)은 예를 들어 액정표시장치의 액정패널의 화소전극에 전압을 충전하여 영상을 표시하는 구간을 제외한 구간을 의미한다. 즉, 상기 액정표시장치에 데이터가 입력되지 않는 구간을 블랭크 타임(Blank time)이라고 한다.
이때, 상기 2개의 프레임 레이트 집적회로는 실제 화상이 표시되는 액티브 영역보다 넓은 영역의 영상 데이터를 처리하게 된다. 상기 중첩되는 부분의 영상 데이터는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 입력되고 상기 중첩된 부분의 입력 영상 데이터 처리는 상기 블랭크 타임(Blank time)에 모두 할당된다.
다시 말해서, Full HD의 240Hz의 액정표시장치에서는 상기 중첩된 영역의 데이터를 상기 주파수에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 모두 처리한다. 상기 액정표시장치가 그 이상의 해상도 및 주파수를 갖는 모델일 경우에는 상기 주파수의 대응되는 블랭크 타임(Blank time)은 점점 감소하게 되는데, 이렇게 될 경우 중첩되는 영역의 데이터 처리를 위한 충분한 블랭크 타임(Blank time)의 확보가 어렵게 된다.
본 발명은 고해상도 및 고주파수의 표시장치에서 2개 이상의 프레임 레이트 집적회로를 1×4 구조, 2×2 구조로 배치하여 각 모델에 따라 최적의 배치 구조를 갖게 하여 제조비용을 절감할 수 있는 화상표시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고해상도 및 고주파수의 표시장치에서 2개 이상의 프레임 레이트 집적회로를 1×4 구조, 2×2 구조로 배치하고 데이터 비트수를 변조하여 처리함으로써 제조비용을 절감할 수 있는 화상표시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화상표시 시스템은 화상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널을 제어하는 컨트롤러를 구비한 표시장치 및 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 따라 상기 표시장치의 표시패널을 다수의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 다수의 영역 각각에 할당되어 미리 설정된 해상도 및 주파수에 따라 상기 다수의 영역 각각에 해당하는 데이터를 프레임간 영상의 움직임을 검출하는 ME(Motion Estimation) 방법과 검출된 영상의 움직임에 따라 데이터를 변조하는 MC(Motion Compensation) 방법을 적용하는 다수의 프레임 레이트 집적회로를 구비하는 표시제어 장치를 포함하고, 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 따라 상기 표시패널을 다수의 영역으로 분리하고, 상기 다수의 영역으로 분리된 영역의 데이터를 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 맞게 변조하며, 상기 다수의 영역으로 분리된 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 영역에 해당하는 데이터를 상기 표시패널에 데이터가 표시되지 않는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제공받아 이를 처리한다.
본 발명은 고해상도 및 고주파수를 갖는 모델에 따라 다수의 프레임 레이트 집적회로를 구비하고, 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로를 최적의 구조로 배치하여 블랭크 타임(Blank time) 동안에 중첩된 영역의 입력 데이터를 충분히 처리함과 아울러 각 모델에 따른 적절한 프레임 레이트 집적회로의 개수를 적용하여 제조비용을 절감할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 화상표시 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화상표시 시스템은 표시제어 장치(100)와, 데이터 전송 장치(110) 및 표시장치(120)를 구비하도록 구성되어 있다.
상기 표시제어 장치(100)는 비디오 카드의 일 요소로서, 상기 표시장치(120)의 화면 구성, 프레임 레이트(프레임 레이트 정보)에 관한 데이터나 화상 정보로서의 컬러 화상 데이터를, 예를 들면 키보드등으로부터 입력된 데이터를 프레임 레이트에 적합한 압축률(데이터 압축률과 같은)로 데이터를 압축하고, 압축된 데이터를 데이터 전송장치(110)를 통해 표시장치(120)에 전송하도록 되어 있다.
상기 표시제어 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 관리부(130)와, 어드레스 생성부(140) 및 데이터 메모리(150)를 구비하도록 구성될 수 있다.
상기 관리부(130)는 화면 구성, 프레임 레이트, 컬러 화상 정보를 포함하는 데이터를 입력받아 상기 입력 데이터를 기초로 어드레스 생성 제어신호를 생성하고, 상기 어드레스 생성 제어신호를 상기 어드레스 생성부(140)로 출력한다. 이때, 상기 어드레스 생성 제어신호는 프레임 레이트, 블록 사이즈, 근사색수(2색, 4색,,,), 영역(동화상 영역, 정지화상 영역,,,) 및 클럭 정보를 포함하는 신호를 포함하고 있다.
또한, 상기 관리부(130)는 상기 표시장치(120)의 해상도나 주파수에 따라 프레임 레이트를 제어한다. 상기 프레임 레이트를 제어하는 방법으로는 프레임 간의 영상의 움직임을 검출하는 ME(Motion Estimation) 방법과 검출된 영상의 움직임을 각 해상도와 주파수에 맞게 변조하는 MC(Motion Compensation) 방법이 있다.
상기 ME/MC 방법은 프레임 레이트 집적회로에서 이루어지게 되며, 상기 프레임 레이트 집적회로는 1920*1080 해상도 및 120Hz 이상의 모델에 대해서 하나의 칩으로 데이터를 처리하기 어렵다. 따라서, 1920*1080 해상도 및 120Hz 이상의 모델에서는 2개 이상의 프레임 레이트 집적회로가 필요하게 된다. 상기 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시장치(120)에 포함될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 3을 통해 후술하기로 한다.
상기 어드레스 생성부(140)는 상기 어드레스 생성 제어신호에 응답하여, 컬러 화상을 구성하는 각 화소에 관련되게 만든 메모리 어드레스로서, 기입 어드레스 및 판독 어드레스를 생성하고, 기입/판독용 메모리 어드레스를 순차적으로 상기 데이터 메모리(150)에 출력한다. 데이터를 기입하기 위한 메모리 어드레스는 데이터 입력의 포맷과 타이밍, 데이터의 형식, 상기 표시장치(120)의 화면 구성 등의 정보를 이용하여 생성된다. 한편, 데이터 판독을 위한 메모리 어드레스는 데이터의 형식, 표시장치(120)의 화면구성, 프레임 레이트 등의 정보를 이용하여 생성된다.
그리고, 생성된 메모리 어드레스에 따라서 데이터의 판독 또는 기입을 행하는 경우, 데이터의 판독과 기입의 동작이 상호 간섭하지 않도록, 2면 메모리 구성에 의한 제어를 행하게 되어 있다. 또한, 화상의 신호특성에 기초하여, 데이터의 형식 등을 가변하는 경우에는 어드레스의 생성 방법도 데이터 형식에 맞추어서 변화시킬 수 있다.
상기 데이터 메모리(150)는 데이터를 보유하는 메모리(기억매체)로서, 기입용 메모리 어드레스에 응답하여 데이터를 지정한 메모리 영역에 저장하고, 판독용 메모리 어드레스에 응답하여 지정한 메모리 영역으로부터 데이터를 판독하여, 판독된 데이터를 표시 데이터로서 데이터 전송장치(110)에 출력한다.
상기 데이터 전송장치(110)는 예를 들면 배선을 이용한 데이터 전송로를 포함할 수도 있고, 무선에 의한 데이터 전송 수단 혹은 광학적인 데이터 전송로를 포함할 수 있다. 이 경우 화상 데이터는 제어신호와 함께 전송되고 필요에 따라 전력 등도 동시에 전송될 수 있다. 전송하는 화상 데이터는 사전에 정한 데이터 포맷, 전송 수순 등에 따르는 것으로, 수신측 즉, 표시장치(120) 측에서 동일한 화상 데이터를 재구성할 수 있다.
상기 표시장치(120)는 예를 들면 액티브 매트릭스 액정표시장치를 이용하도록 구성되어 있고, 소자 구조, 배선, 드라이버 구조 등의 전기적인 동작 조건 등에 따라 상기 표시장치(120) 자체가 갖는 물리적인 프레임 레이트의 상한이 설정되어 있다.
상기 표시장치(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 액정패널(121)과, 상기 액정패널(121)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(122)와, 상기 액정패널(121)의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(123)와, 상기 액정패널(121)의 배면에 위치하여 상기 액정패널(121)로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(125)와, 상기 백라이트 어셈블리(125)를 구동하는 백라이트 구동부(126)와, 상기 게이트 드라이버(122) 및 데이터 드라이버(123)를 제어함과 아울러 상기 데이터 전송장치(110)로부터 전송된 표시 데이터를 정렬하는 타이밍 컨트롤러(124)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 표시장치(120)는 상기 데이터 전송장치(110)와 상기 타이밍 컨트롤러(124) 사이에 상기 관리부(130)에 포함된 프레임 레이트 집적회로를 더 포함할 수 있다. 상기 표시장치(120)에 상기 프레임 레이트 집적회로가 포함되게 되면 상기 표시제어 장치(100)의 관리부는 상기 프레임 레이트 집적회로를 별도로 구비하지 않는다.
상기 액정패널(121)은 두장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되며, 하부 유 리기판 상에는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 상호 교차하도록 형성된다. 상기 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 또한, 상기 액정패널(121)의 상부 유리기판 상에는 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 각 화소영역에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터와, 이들 각각을 테두리하여 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)과, 데이터라인(DL1 ~ DLm) 및 박막트랜지스터(TFT) 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다. 이때, 상기 액정패널(121)은 3840*2160 해상도의 120Hz의 주파수로 구동되는 모델일 수 있다.
상기 게이트 드라이버(122)는 상기 타이밍 컨트롤러(124)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 다수의 스캔 제어신호들을 대응되게 공급한다.
상기 데이터 드라이버(123)는 상기 타이밍 컨트롤러(124)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 다수의 화소 데이터 전압을 발생하여 상기 액정패널(121) 상의 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 각각 공급한다.
상기 타이밍 컨트롤러(124)는 상기 데이터 전송장치(110)로부터의 표시 데이터와 함께 전송된 동기신호들(Vsync, Hsync)과, 데이터 인에이블(DE) 신호 및 클럭신호(Clk)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(122)를 제어하는 게이트 제어신 호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(123)를 제어하는 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(124)는 상기 데이터 전송장치(110)로부터 전송된 표시 데이터를 정렬하여 상기 정렬된 데이터를 상기 데이터 드라이버(123)로 공급한다.
상기 백라이트 어셈블리(125)는 광을 발생하는 광원과 상기 광원으로부터 입사된 광을 가이드하여 특정 방향으로 출사시키는 광학시트류 및 상기 광원과 상기 광학시트류를 수납하는 수납용기를 포함한다.
상기 백라이트 구동부(126)는 상기 백라이트 어셈블리(125)에 포함된 광원을 구동하기 위한 구동전압을 생성하여 상기 백라이트 어셈블리(125)로 상기 구동전압을 제공한다.
상기 액정패널(121)이 3840*2160 해상도와 120Hz의 주파수를 갖는 경우에 상기 해상도 및 주파수에 맞게 데이터 처리를 위해 4개의 프레임 레이트 집적회로(Frame Rate Control IC)가 필요하다. 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시제어 장치(도 1의100)의 관리부(130)에 포함되거나 상기 표시장치(120) 내에 포함될 수 있다.
일반적으로, 프레임 레이트 집적회로는 120Hz 구동을 위해 60Hz의 데이터를 제공받아 ME/MC 방법을 적용하여 120Hz에 해당하는 데이터를 출력한다. 따라서, 상기 3840*2160 해상도 및 120Hz의 주파수를 갖는 모델의 데이터를 처리하기 위해서는 4개 이상의 프레임 레이트 집적회로가 필요하게 되는 것이다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 3840*2160 해상도 및 120Hz의 주 파수를 갖는 액정패널(121)의 표시영역을 4개로 분리하여 상기 분리된 4개의 영역에 해당되는 데이터를 각각 처리하게 된다. 이에 대한 상세한 설명을 도 4 및 도 5를 통해 후술하기로 한다.
도 4는 4개의 프레임 레이트 집적회로를 제1 배치구조에 따라 도 3의 액정패널을 4개의 영역으로 분리하여 데이터 처리를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(121)은 4개의 영역(A, B, C, D)으로 분리된다. 상기 액정패널(121)을 4개의 영역으로 분리한 것은 상기 액정패널(121)이 3840*2160의 고해상도 및 120Hz의 모델이어서 충분한 데이터 처리를 위해서 4개의 프레임 레이트 집적회로가 구비되기 때문이다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 3840*2160 및 120Hz의 모델의 액정패널(121)의 데이터 처리를 위해 1×4의 배치구조를 갖는다. 이때, 상기 프레임 레이트 집적회로의 배치구조는 3840*2160 이상의 고해상도를 갖는 모델의 데이터 처리를 위해 1×5와 같이 확장될 수 있다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 분리된 액정패널(121)의 4개 영역(A, B, C, D)에 각각 할당되어 상기 할당된 영역에 해당되는 데이터를 상기 ME/MC 방법을 적용하여 처리하게 된다. 이때, 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 액정패널(121)을 4개 영역(A, B, C, D)로 분리하여 데이터 처리를 하지만, 상기 분리된 4개의 영역(A, B, C, D)의 각 경계부분에서 일정부분 중첩되는 제1 내지 제3 중첩영역(①, ②, ③)의 데이터 처리도 수행하게 된다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로 각각은 상기 분리된 4개 영역(A, B, C, D) 각각을 960*2160의 해상도 및 120Hz의 주파수에 맞도록 ME/MC 방법을 적용하여 데이터 처리를 한다. 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 분리된 4개 영역(A, B, C, D)에 해당하는 데이터를 각각 960*2160 해상도 및 120Hz에 맞게 데이터 처리하므로 상기 제1 내지 제3 중첩영역(①, ②, ③)의 데이터 또한 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 맞게 처리한다.
상기 제1 중첩영역(①)에 해당하는 데이터 처리는 상기 4개의 프레임 레이트 중 상기 액정패널(121)의 A 및 B 영역의 데이터 처리하는 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로에서 이루어진다. 상기 제1 중첩영역(①)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제1 중첩영역(①)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 제2 중첩영역(②)에 해당하는 데이터 처리는 상기 4개의 프레임 레이트 중 상기 액정패널(121)의 B 및 C 영역의 데이터 처리하는 제2 및 제3 프레임 레이트 집적회로에서 이루어진다. 상기 제2 중첩영역(②)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제2 및 제3 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제2 및 제3 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제2 중첩영역(②)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터 처리는 상기 4개의 프레임 레이트 중 상기 액정패널(121)의 C 및 D 영역의 데이터 처리하는 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로에서 이루어진다. 상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
다시 말해서, 하나의 프레임 레이트 집적회로는 ME/MC 방법을 적용하여 상기 액정패널(121)의 분리된 한 영역의 데이터를 처리하고, 상기 분리된 영역들 중 중첩된 영역의 데이터를 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제공받아 사용자에게 향상된 품위의 영상을 제공하기 위한 데이터 처리를 수행하게 된다.
또한, 상기 중첩된 영역의 데이터는 상기 표시장치(120)의 타이밍 컨트롤러(124)에서 변조될 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러(124)가 상기 중첩된 영역의 데이터를 처리하게 되는 경우, 상기 중첩된 영역의 데이터의 평균값을 산출하여 상기 산출된 평균값으로 상기 중첩된 영역의 데이터를 변조하는 방법을 적용할 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 화상표시 시스템은 고해상도 및 고주파수를 갖는 모델에 따라 다수의 프레임 레이트 집적회로를 구비하고, 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로를 최적의 구조로 배치하여 블랭크 타임(Blank time) 동안에 입력된 중첩된 영역의 데이터를 충분히 처리함과 아울러 각 모델에 따른 적절한 프레임 레이트 집적회로의 개수를 적용하여 제조비용을 절감할 수 있다.
한편, 도 1의 표시제어 장치(100)는 상기 프레임 레이트 집적회로로 입력되 는 데이터의 비트수를 변조하여 상기 변조된 비트의 데이터를 상기 프레임 레이트 집적회로로 출력하는 데이터 비트수 변조부를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 데이터 비트수 변조부에서 상기 프레임 레이트 집적회로로 입력되는 데이터의 비트수를 변조하여 상기 액정패널(121)의 분리된 각 영역의 데이터를 처리하게 되면, 하나의 프레임 레이트 집적회로가 처리해야할 데이터가 줄어들게 된다.
이로 인해, 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로를 이용하여 더 높은 해상도와 더 높은 주파수의 모델에서도 충분히 데이터 처리를 할 수 있고 중첩된 영역을 더 확장시킬 수 있다.
상기 데이터의 비트수를 변조하는 방법은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
일반적으로, 프레임 레이트 집적회로는 10비트의 데이터를 입력받는다. 상기 프레임 레이트 집적회로로 입력되는 10비트의 데이터를 예를 들어 8비트로 변조하게 되면, 상기 프레임 레이트는 10비트의 데이터보다 더 많은 데이터를 입력할 수 있다.
상기 데이터 비트수 변조부는 프레임 레이트 집적회로 전단에서 상기 10비트의 입력 데이터를 8비트로 변조한 후 상기 변조된 8비트의 입력 데이터를 상기 프레임 레이트 집적회로로 출력한다. 상기 프레임 레이트 집적회로는 상기 8비트의 입력 데이터를 제공받아서 각 모델의 해상도 및 주파수에 맞게 상기 8비트로 변조된 데이터에 ME/MC 방법을 적용한다.
상기 프레임 레이트 집적회로는 8비트 변조 데이터를 표시 데이터로 상기 표시장치(120)로 전송한다. 상기 표시장치(120)의 타이밍 컨트롤러는 상기 8비트의 변조 데이터를 10비트 데이터로 재-변조하여 상기 액정패널(121)에 상기 재-변조된 10비트의 데이터에 해당하는 영상 데이터를 도 3의 데이터 드라이버(123)로 제공하게 된다.
구체적으로, 상기 프레임 레이트 집적회로로 입력되는 데이터를 10비트에서 8비트로 변조하기 위해서는 상기 데이터 비트 수 변조부는 상기 액정패널(121)의 일정 크기의 화소 블록에 대응하는 디더 마스크 패턴을 이용하여 10비트 입력 데이터의 일부 하위 비트를 디더 값으로 선택하고 선택된 디더 값을 나머지 상위 비트 데이터에 가산하는 방법을 이용할 수 있다.
10비트의 입력 데이터 중 하위 2 비트와 디더 마스크 패턴을 이용하여 한 비트의 디더값을 산출하고, 산출된 디더값을 나머지 상위 8비트 중 최하위 비트에 가산하여 8비트의 데이터를 출력하게 된다. 이에 따라, 상기 10비트의 입력 데이터는 8비트 데이터로 변조된다. 상기 변조된 8 비트의 데이터는 상기 프레임 레이트 집적회로로 제공된다.
상기 프레임 레이트 집적회로는 상기 8비트로 변조된 데이터를 제공받게 되면, 10비트의 입력 데이터를 처리한 것보다 데이터 처리할 수 있는 주파수 마진을 확보할 수 있게 된다. 이로 인해, 상기 프레임 레이트 집적회로는 고해상도 및 고주파수를 갖는 모델에서도 상기 해상도 및 주파수에 맞게 입력된 10비트의 데이터를 8비트로 변조하는 기술을 적용하여 구비된 프레임 레이트 집적회로에 따라 분리된 액정패널(121)의 영역과 상기 분리된 영역의 경계에서 일정부분 중첩된 영역의 데이터 처리를 충분히 할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 화상 표시 시스템을 프레임 레이트 집적회로의 수량을 증가시키지 않고도 고해상도 및 고주파수 모델의 입력 데이터 처리를 충분히 할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 5는 4개의 프레임 레이트 집적회로를 제2 배치구조에 따라 도 3의 액정패널을 4개의 영역으로 분리하여 데이터 처리를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(121)은 2×2의 배치구조를 갖는 4개의 프레임 레이트 집적회로에 의해 상측 및 좌측, 상측 및 우측, 하측 및 좌측, 하측 및 우측과 같이 4개의 영역(A, B, C, D)으로 분리된다. 상기 액정패널(121)은 앞서 서술한 바와 같이 3840*2160 해상도의 모델이므로 상기 액정패널(121)의 데이터 처리를 위해서는 4개의 프레임 레이트 집적회로가 구비되어야 한다. 이때, 상기 프레임 레이트 집적회로의 배치구조는 3840*2160 이상의 고해상도를 갖는 모델의 데이터 처리를 위해 2×3과 같이 확장될 수 있다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로 각각은 상기 분리된 4개 영역(A, B, C, D)를 각각 1920*1080 해상도 및 120Hz의 주파주에 맞도록 ME/MC 방법을 적용하여 각 영역의 데이터를 처리한다.
이때, 상기 분리된 4개의 영역(A, B, C, D)의 각 경계부분에서 일정부분 중첩되는 제1 내지 제5 중첩영역(①, ②, ③, ④, ⑤)의 데이터는 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로로 블랭크 타임(Blank time) 동안에 입력된다. 따라서, 상기 제1 내지 제5 중첩영역(①, ②, ③, ④, ⑤)의 데이터의 처리는 상기 블랭크 타임(Blank time)에 이루어진다.
상기 4개의 프레임 레이트 집적회로 각각은 상기 분리된 4개 영역(A, B, C, D) 각각을 960*2160의 해상도 및 120Hz의 주파수에 맞도록 ME/MC 방법을 적용하여 데이터 처리를 한다. 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로는 상기 분리된 4개 영역(A, B, C, D)에 해당하는 데이터를 각각 960*2160 해상도 및 120Hz에 맞게 데이터 처리하므로 상기 제1 내지 제5 중첩영역(① ~ ⑤)의 데이터 또한 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 맞게 처리한다.
상기 4개 영역(A, B, C,D) 중 A 영역과 B 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 제1 중첩영역(①)의 데이터는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 4개의 프레임 레이트 집적회로 중 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로에 입력된다. 상기 제1 중첩영역(①)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제1 및 제2 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제1 중첩영역(①)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 4개의 영역(A, B, C, D) 중 A 영역과 C 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 제2 중첩영역(②)의 데이터는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제1 및 제3 프레임 레이트 집적회로에 입력된다. 상기 제2 중첩영역(②)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제1 및 제3 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제1 및 제3 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제2 중첩영역(②)에 해당하 는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
또한, 상기 4개의 영역(A, B, C, D) 중 B 영역과 D 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 제3 중첩영역(③)의 데이터는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로에 입력된다. 상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터 처리는 상기 4개의 프레임 레이트 중 상기 액정패널(121)의 C 및 D 영역의 데이터 처리하는 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로에서 이루어진다. 상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제3 중첩영역(③)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 4개의 영역(A, B, C, D) 중 C 영역과 D 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 제4 중첩영역(④)의 데이터는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로에 입력된다. 상기 제4 중첩영역(④)에 해당하는 데이터 처리는 상기 4개의 프레임 레이트 중 상기 액정패널(121)의 C 및 D 영역의 데이터 처리하는 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로에서 이루어진다. 상기 제4 중첩영역(④)에 해당하는 데이터는 상기 960*2160 해상도 및 120Hz에 대응되는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로로 제공되고, 상기 제3 및 제4 프레임 레이트 집적회로는 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제4 중첩영역(④)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 4개의 영역(A, B, C, D)이 모두 중첩되는 제5 중첩영역(⑤)의 데이터도 블랭크 타임(Blank time) 동안 상기 제1 내지 제4 프레임 레이트 집적회로에 입력된다. 상기 제1 내지 제4 프레임 레이트 집적회로는 상기 제5 중첩영역(⑤)의 데이터를 상기 블랭크 타임(Blank time) 동안에 상기 제4 중첩영역(④)에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 상기 해상도 및 주파수에 맞게 처리한다.
상기 제1 내지 제4 중첩영역(① ~ ④)의 데이터는 상기 프레임 레이트 집적회로내에서 상기 표시장치(120)의 액정패널(121)의 해상도 및 주파수에 맞게 프레임 간에 움직이는 영상이 끌리는 현상 등이 보이지 않도록 변조된다. 상기 제1 내지 제4 중첩영역(① ~ ④)의 데이터에 대한 처리는 상기 표시장치(120)의 타이밍 컨트롤러(124)에서도 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 상기 제5 중첩영역(⑤)의 데이터에 대한 처리는 상기 프레임 레이트 집적회로 또는 상기 표시장치(120)의 타이밍 컨트롤러(124)에서 이루어질 수 있다.
상기 제5 중첩영역(⑤)의 입력 데이터의 처리가 타이밍 컨트롤러(124)에서 이루어지게 되는 경우에, 상기 타이밍 컨트롤러(124)는 첫번째로 상기 제5 중첩영역(⑤)을 상기 제1 중첩영역(①)과 겹쳐지는 윗부분과 상기 제4 중첩영역(④)과 겹쳐지는 아랫 부분으로 구분하고, 상기 윗부분의 데이터와 아랫 부분의 데이터의 평균을 산출하여 상기 제5 중첩영역(⑤)의 데이터를 상기 산출된 평균값으로 변조한다.
두번째로, 상기 타이밍 컨트롤러(124)는 상기 제5 중첩영역(⑤)을 상기 제2 중첩영역(②)과 겹쳐지는 좌측과 상기 제3 중첩영역(③)과 겹쳐지는 우측으로 구분하고, 상기 좌측의 데이터와 우측의 데이터의 평균을 산출하여 상기 제5 중첩영역(⑤)의 데이터를 상기 산출된 평균값으로 변조한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 화상표시 시스템은 고해상도 및 고주파수를 갖는 모델에 따라 다수의 프레임 레이트 집적회로를 구비하고, 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로를 최적의 구조로 배치하여 블랭크 타임(Blank time) 동안에 입력된 중첩된 영역의 데이터를 충분히 처리함과 아울러 각 모델에 따른 적절한 프레임 레이트 집적회로의 개수를 적용하여 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 프레임 레이트 집적회로가 입력되는 데이터의 비트수를 변조하여 액정패널(121)의 분리된 각 영역의 데이터를 처리하게 되면, 하나의 프레임 레이트 집적회로가 처리해야할 데이터가 줄어들게 된다. 이로 인해, 상기 4개의 프레임 레이트 집적회로를 이용하여 더 높은 해상도와 더 높은 주파수의 모델에서도 충분히 데이터 처리를 할 수 있고 중첩된 영역을 더 확장시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 화상 표시 시스템을 프레임 레이트 집적회로의 수량을 증가시키지 않고도 3840*2160과 같은 고해상도 및 고주파수 모델의 입력 데이터 처리를 할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화상표시 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 표시제어 장치를 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 표시장치를 나타낸 도면.
도 4는 4개의 프레임 레이트 집적회로를 제1 배치구조에 따라 도 3의 액정패널을 4개의 영역으로 분리하여 데이터 처리를 나타낸 도면.
도 5는 4개의 프레임 레이트 집적회로를 제2 배치구조에 따라 도 3의 액정패널을 4개의 영역으로 분리하여 데이터 처리를 나타낸 도면.

Claims (9)

  1. 화상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 표시장치; 및
    상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 따라 상기 표시장치의 표시패널을 다수의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 다수의 영역 각각에 할당되어 미리 설정된 해상도 및 주파수에 따라 상기 다수의 영역 각각에 해당하는 데이터를 프레임간 영상의 움직임을 검출하는 ME(Motion Estimation) 방법과 검출된 영상의 움직임에 따라 데이터를 변조하는 MC(Motion Compensation) 방법을 적용하는 다수의 프레임 레이트 집적회로를 구비하는 표시제어 장치;를 포함하고,
    상기 다수의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 따라 상기 표시패널을 다수의 영역으로 분리하고, 상기 다수의 영역으로 분리된 영역의 데이터를 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 맞게 변조하며, 상기 다수의 영역으로 분리된 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩된 영역에 해당하는 데이터를 상기 표시패널에 데이터가 입력되지 않는 블랭크 타임(Blank time) 동안에 제공받고, 상기 블랭크 타임 동안에 중첩된 영역에 해당하는 데이터를 내부 알고리즘에 적용하여 처리하는 화상표시 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시패널이 3840*2160 해상도 및 120Hz 모델인 경우에 1×4 구조로 배치되어 상기 표시패널을 1×4의 구조를 갖 도록 4개의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 4개의 영역 중 인접하는 2개의 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩되는 영역의 데이터를 블랭크 타임 동안에 제공받아 이를 처리하는 것을 특징으로 하는 화상표시 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시장치 내에 구비되어 상기 표시패널의 해상도 및 주파수에 맞게 상기 표시패널에 표시되는 영상에 해당되는 데이터를 변조하여 상기 타이밍 컨트롤러로 상기 변조된 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 화상표시 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 프레임 레이트 집적회로는 상기 표시패널이 3840*2160 해상도 및 120Hz 모델인 경우에 2×2 구조로 배치되어 상기 표시패널을 2×2의 구조를 갖도록 상측 및 좌측, 상측 및 하측, 하측 및 좌측, 하측 및 우측으로 4개의 영역으로 분리하고, 상기 분리된 4개의 영역 중 인접하는 2개의 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩되는 영역과 상기 분리된 4개의 영역의 경계부분에서 일정부분 중첩되는 데이터를 블랭크 타임 동안에 제공받아 이를 처리하며, 상기 2×2 구조로 배치도니 표시패널은 제1 중첩영역 내지 제5 중첩영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 표시제어 장치는 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로로 입력되는 10비트의 데이터를 8비트로 변조하여 상기 변조된 8비트의 데이터를 상기 다수의 프레임 레이트 집적회로로 출력하는 데이터 비트수 변조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 액정표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시 시스템.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 중첩영역 내지 제4 중첩영역은 4개의 영역 중 2개의 영역이 중첩되어 형성되고, 상기 제5 중첩영역은 4개의 영역이 모두 중첩되는 영역인 화상표시 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제5 중첩영역의 데이터 처리는 상기 타이밍 컨트롤러에서 이루어지며, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 중첩영역과 겹쳐지는 영역과 제4 중첩영역과 겹쳐지는 영역을 구분하고, 상기 제1 중첩영역과 겹쳐지는 영역과 제4 중첩영역과 겹쳐지는 영역의 데이터 평균을 산출하여 상기 제5 중첩영역의 데이터를 상기 산출된 평균값으로 변조하는 화상표시 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제5 중첩영역의 데이터 처리는 상기 제2 중첩영역과 겹쳐지는 좌측 영역과 제3 중첩영역과 겹쳐지는 우측 영역으로 구분하고, 상기 좌측의 데이터와 우측의 데이터의 평균을 산출하여 상기 제5 중첩영역의 데이터를 상기 산출된 평균값으로 변조하는 화상표시 시스템.
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