KR101658231B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 그 장치는 송신 장치로부터 무선 신호 형태로 영상 신호를 수신하는 수신부; 수신된 영상 신호의 해상도에 대응하는 영상을 디스플레이하는 표시 패널; 및 복수의 광원들을 이용하여 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 표시 패널은 복수의 영역들로 분할되며, 분할된 영역들의 그레이 레벨 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 광원들로부터 방출되는 광의 휘도가 조절된다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명은 영상을 디스플레이하는 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다.
그 중 LCD의 액정 패널은 액정 패널은 액정층 및 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 자체 발광력이 없어 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.
본 발명은 무선 통신을 이용하여 효율적으로 영상 신호의 수신하여 디스플레이 할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 무선 방식을 이용하여 송신 장치로부터 영상 신호를 수신하며, 상기 송신 장치로부터 무선 신호 형태로 영상 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 영상 신호의 해상도에 대응하는 영상을 디스플레이하는 표시 패널; 및 복수의 광원들을 이용하여 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 표시 패널은 복수의 영역들로 분할되며, 상기 분할된 영역들의 그레이 레벨 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 상기 광원들로부터 방출되는 광의 휘도가 조절된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 송신 장치로부터 무선 전송되는 영상 신호의 해상도에 따라 영상을 디스플레이함으로써, 디스플레이 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛 중 영상이 디스플레이되지 않는 영역에 대응되는 광원들을 턴오프(turn off) 시킴으로써, 소비 전력을 감소시키는 동시에 광원의 수명을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 방송 송수신 시스템의 구성에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 방송 송수신 시스템은 송신 장치(100) 및 디스플레이 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 송신 장치(100)는 공중파, 케이블(cable) 또는 외부 장치 등으로부터 영상을 포함하는 방송 신호를 수신하고, 상기 수신된 방송 신호를무선 송신 가능한 형태의 데이터로 변환하여 무선 전송한다.
디스플레이 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 무선 전송되는 데이터를 수신하여 처리하며, 그를 위해 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200) 사이에 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 1 이상의 무선 통신 규격이 미리 설정되어 있을 수 있다.
한편, 송신 장치(100)는 안테나(antenna) 또는 외부 장치들이 연결되는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 단자, USB(Universal Serial Bus) 단자, 컴포넌트(component) 단자, 외부입력 단자, RGB 단자, 안테나 케이블 단자 등의 다양한 입력 단자들을 구비하여, 상기 입력 단자를 이용해 방송 신호를 수신할 수 있다.
송신 장치(100)는 유선 또는 무선 네트워크를 이용해 방송 신호를 수신하고, 상기 수신된 방송 신호를 변환하여 디스플레이 장치(200)로 무선 전송하는 셋탑 박스(set-top box, STB)일 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 송신 장치(100)는 셋탑 박스(STB)에 한정되지 아니하며, 외부로부터 전송되는 방송 신호를 수신하여 디스플레이 장치(200)로 무선 전송할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 송신 장치(100)는 컴퓨터(computer) 또는 휴대폰 등과 같은 휴대용 단말기에 구비되어 구현될 수도 있다.
또한, 디스플레이 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 무선 전송되는 데이터를 수신하여 처리한 후, 방송 신호에 포함된 영상을 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 무선 전송된 영상 신호를 디스플레이 장치(미도시)에서 디스플레이 가능한 형태로 변환할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 송신 장치(100)로부터 무선 전송된 영상 신호가 엠팩(MPEG) 등과 같은 코딩 방식에 의해 인코딩(encoding)된 경우, 디스플레이 장치(200)는 상기 수신된 영상 신호를 디코딩(decoding)하여 디스플레이할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200)는 다양한 무선 통신 규격, 예를 들어 WiHD(Wireless HD), WHDi(Wireless Home Digital Interface) 또는 WiFi(Wireless Lan) 등의 무선 통신 규격들을 이용하여 방송 신호를 송수신할 수 있다.
상기 WiHD는 약 60GHz의 주파수 대역을 이용하며, 약 4Gbps의 전송 속도로 데이터를 송수신 할 수 있어 1080p(1920×1080)의 HD 영상 데이터를 압축하지 않고도 전송이 가능하다. 다만, 상기 WiHD는 60GHz대역의 높은 주파수를 사용하므로, 데이터 송수신 거리가 약 10m이며, 송수신 품질이 설치 공간의 주변 장애물들에 쉽 게 영향을 받을 수 있다.
상기 WHDi는 약 5GHz의 주파수 대역을 사용하여 약 1.8Gbps의 전송 속도로 데이터를 송수신 할 수 있다. 또한, 상기 WHDi는 5GHz의 비교적 낮은 주파수 대역을 이용하므로, 송수신 거리가 약 30m이며, 송수신 품질이 설치 공간의 주변 장애물들에 크게 영향을 받지 않을 수 있다. 한편, 약 1.8Gbps의 전송 속도에 따라, 1080p(1920×1080)의 HD 영상 데이터를 상기 WHDi를 이용해 전송하고자 하는 경우, 송신 장치(100)는 상기 HD 영상 데이터를 일부 압축하여 전송할 필요가 있다.
또한, 상기 WiFi는 2.4GHz의 주파수 대역을 사용하여 약 54Mbp의 전송 속도로 데이터를 송수신 할 수 있다. 상기 WiFi는 2.4GHz의 낮은 주파수 대역을 이용하므로, 송수신 거리가 약 50~200m이며, 송수신 품질이 설치 공간의 주변 장애물들에 거의 영향을 받지 않을 수 있다. 한편, 약 54Mbp의 낮은 전송 속도에 따라, 1080p(1920×1080)의 HD 영상 데이터를 상기 WiFi를 이용해 전송하고자 하는 경우, 송신 장치(100)는 상기 HD 영상 데이터를 압축하여 전송하여야 하며, 그에 따라 디스플레이 장치(200)에서 수신한 영상 신호에 화질 열화가 발생할 수 있다.
한편, 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200)는 상기한 바와 같은 무선 통신 규격 이외에도 다양한 근거리 무선 통신 규격들, 예를 들어 블루투스(Blutooth), 지그비(ZigBee) 또는 바이너리 CDMA(binary Code Division Multiple Access) 등과 같은 통신 규격들을 이용하여 방송 신호에 따른 데이터를 무선 송수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200)는 상기 한 바와 같은 다양한 무선 통신 규격들 중 어느 하나를 이용하여 영상 및 음성 데이터를 송수신할 수 있다.
한편, 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200)는 상기한 바와 같은 무선 통신 규격들 중 2 이상의 규격을 이용하여 영상 및 음성 데이터를 송수신할 수도 있으며, 예를 들어 송신 장치(100)와 디스플레이 장치(200) 각각의 성능, 설치 환경, 영상의 해상도 등에 따라 상기 지원 가능한 2 이상의 규격들 중 어느 하나가 선택되어 데이터 송수신에 이용될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치는 RF송수신부(210), 신호처리부(220) 및 디스플레이 모듈(230)을 포함할 수 있다.
RF 송수신부(210)는 무선 네트워크, 예를 들어 WiHD, WHDi 또는 WiFi 등의 무선 통신 규격을 이용한 네트워크로 연결된 송신 장치(100)로부터 방송 신호, 즉 영상 신호 및 음성 신호를 무선 수신할 수 있다.
신호 처리부(220)는 RF 송수신부(210)에서 수신된 신호를 디스플레이 모듈(230)에서 출력 가능한 형태로 변환하여 출력하고, 디스플레이 모듈(230)은 상기 신호 처리부(220)로부터 출력되는 신호를 이용하여 영상을 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 송신 장치(100)로부터 수신된 신호가 엠펙(MPEG) 등과 같은 코딩 방식에 따라 인코딩(encoding)되어 있는 경우, 신호 처리부(220)는 상기 수신된 영상 및 음성 신호를 디코딩하여 출력할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(200)는 음성 신호를 출력하는 음성 출력부(미도시) 및 외부의 리모트 컨트롤러로부터 송출되는 원격 제어 신호를 수신하는 적외선수신부(미도시) 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 송신 장치(100)는 다양한 소스(source)들로부터 방송 신호를 수신하며, 그에 따라 송신 장치(100)로부터 디스플레이 장치(200)로 무선 전송되는 영상 신호는 다양한 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 송신 장치(100)가 외부로부터 제공받는 영상 신호의 해상도에 따라, 송신 장치(100)로부터 디스플레이 장치(200)의 RF 수신부(210)에 수신되는 영상 신호의 해상도는 Full HD(High Definition), HD 또는 SD(Standard Definition) 등 여러 값을 가질 수 있다.
그에 따라, 디스플레이 장치(200)의 신호 처리부(220)는 상기 수신되는 영상 신호의 해상도와 디스플레이 모듈(230), 보다 상세하게는 디스플레이 모듈(230)에 구비된 표시 패널(미도시)의 해상도가 상이한 경우, 상기 수신된 영상 신호의 해상도를 상기 표시 패널(미도시)의 해상도로 변환시켜 출력할 수 있다.
예를 들어, 송신 장치(100)로부터 수신되는 영상 신호가 Full HD급의 1920 x 1080 해상도를 가지고, 디스플레이 모듈(230)의 표시 패널 해상도가 HD급의 1280 x 720인 경우, 신호 처리부(220)는 상기 수신되는 영상 신호의 해상도를 상기 표시 패널의 해상도에 맞추어 감소시켜(다운-스케일링, down-scaling) 출력할 수 있다.
한편, 상기 수신되는 영상 신호가 SD급의 720x 480 해상도를 가지는 경우, 신호 처리부(220)는 상기 수신되는 영상 신호의 해상도를 상기 표시 패널의 해상도에 맞추어 증가시켜(업-스케일링, up-scaling) 출력할 수 있다.
그에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 장치(100)로부터 수신되는 영상 신호의 해상도에 관계 없이, 디스플레이 장치(200)는 디스플레이 화면(300)에 맞추어 상기 수신되는 영상을 디스플레이할 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 디스플레이 장치(200)가 무선 네트워크를 이용해 송신 장치(100)로부터 영상 신호를 수신하는 경우, 무선 통신의 특성 상 주변 상황 등에 의해 상기 수신되는 영상 신호에 노이즈(noise)가 포함될 수 있다.
한편, 상기와 같이 수신되는 영상 신호의 노이즈는, 신호 처리부(220)에서 수행되는 상기 해상도 변환 작업, 예를 들어 업-스케일링에 의해 확대될 수 있으며, 그로 인해 도 3에 도시된 바와 같은 화면(300)에 디스플레이되는 영상의 화질이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 무선 전송되는 영상 신호의 해상도로 영상을 디스플레이하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 디스플레이 장치(200)에서 디스플레이되는 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 송신 장치(100)로부터 수신되는 영상 신호가 720x 480의 해상도를 가지며, 표시 패널의 해상도가 1280 x 720인 경우, 신호 처리부(220)는 상기 수신되는 영상 신호의 해상도를 변경하지 아니하고 720x 480의 해상도 그대로 출력할 수 있다.
그에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 송신 장치(100)로부터 수신되는 영상은 디스플레이 화면(300) 보다 작은 크기, 즉 상기 수신된 720x 480의 해상도로 디스 플레이될 수 있다.
즉, 1280 x 720 크기의 디스플레이 화면(300) 중 720x 480의 크기를 가지는 제1 영역(310)에만 영상 디스플레이되고, 나머지 제2 영역(320)에는 영상이 디스플레이되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 화면(300) 중 상기 영상이 디스플레이되지 않는 제2 영역(320)은 검은색으로 표시될 수 있다.
도 5는 디스플레이 모듈의 구성에 대한 일실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 모듈(230)은 액정 패널(240), 백라이트 유닛(245) 및 패널 구동부(250)를 포함하고, 백라이트 유닛(245)은 복수의 광원들(246) 및 광원 구동부(247)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(245)은 로컬 디밍(local dimming) 또는 임펄시브(impulsive) 등과 같은 분할 구동 방식으로 구동될 수 있다. 백라이트 유닛(245)의 구동 방식은 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이로써, 실시예는 색대비비가 증대되고 화면상의 밝은 부분과 어두운 부분에 대한 이미지를 선명하게 표현할 수 있어 화질이 향상되는 효과가 있다.
즉, 백라이트 유닛(245)은 복수의 분할 구동 블록들로 구분되어 동작될 수 있으며, 상기 분할된 블록의 휘도를 영상 신호의 휘도와 연계하여 영상의 검은색 부분은 휘도를 감소시키고 밝은 부분은 휘도를 증가시킴으로써, 명암비 및 선명도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(245)이 로컬 디밍 방식으로 구동될 경우, 표시 패널(240)은 백라이트 유닛(245)의 분할된 블록들 각각에 대응되는 복수의 분할 영역들을 가지며, 표시 패널(240)의 분할된 영역들의 그레이 레벨의 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 백라이트 유닛(245)의 분할된 블록들 각각의 휘도가 조절될 수 있다.
도 5를 참조하면, 백라이트 유닛(245), 보다 상세하게는 백라이트 유닛(245)에 구비된 복수의 광원들(246)은 복수의 블록들(M1 내지 M9)로 분할될 수 있다.
상기 블록은 광원들(246)이 광을 방출하기 위한 구동 전원이 공급되는 기본 단위로서, 즉 하나의 블록에 포함된 광원들은 동시에 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되며, 턴온 시 동일한 휘도의 광을 방출할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(245) 중 서로 다른 블록에 포함된 광원들은 서로 다른 구동 전원을 공급받아, 서로 다른 휘도를 가지는 광을 방출할 수 있다.
도 5에 도시된 백라이트 유닛(245)은 본 발명의 일실시예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 즉, 백라이트 유닛(245)이 분할 구동되는 블록들의 개수는 변경 가능하다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(240)에서는 초당 60, 120 또는 180 프레임으로 영상이 표시될 수 있으며, 상기 초당 프레임 수가 증가할수록 프레임의 스캔 주기(T)는 짧아진다.
패널 구동부(250)는 신호 처리부(220)로부터 각종 제어 신호 및 영상 신호 를 입력 받아 표시 패널(240)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하여 표시 패널(240)에 공급한다. 예를 들어, 패널 구동부(250)는 표시 패널(240)의 게이트선과 연결되는 게이트 구동부(미도시), 데이터 구동부(미도시) 및 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러(미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 패널 구동부(250)는 영상 신호에 대응하여 백라이트 유닛(245)에 포함된 광원들(246)의 휘도가 제어되도록, 상기 영상 신호에 대응되는 영상 정보를 광원구동부(247)로 출력할 수 있다.
또한, 패널 구동부(250)는 표시 패널(240)에 하나의 프레임이 표시되는 스캔 주기(T)에 대한 정보, 예를 들어 수직 동기 신호(Vsync)를 광원 구동부(247)로 제공할 수 있다.
광원 구동부(247)는 상기 입력된 스캔 주기(T)에 따라 백라이트 유닛(245)에 포함된 광원들(246)을 구동시켜, 표시 패널(240)에서 영상이 표시되는 것에 동기하여 광원들(246)로부터 광이 방출되도록 제어할 수 있다.
한편, 광원들(246)은 각각 복수의 점광원들, 예를 들어 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으며, 하나의 블록에 포함된 복수의 점광원들은 동시에 턴온 또는 턴오프될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 로컬 디밍 등과 같은 분할 구동 방식에 의해, 백라이트 유닛(245)에 구비된 복수의 광원들(246)은 복수의 블록들(M1 내지 M9)로 분할되고, 상기 분할된 블록들(M1 내지 M9) 각각에 대응되는 표시 패널(240) 영역의 그레이 레벨 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 각 블 록들에 속하는 광원들(246)의 휘도가 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표시 패널(240) 중 제1 영역에는 영상이 디스플레이되고, 제2 영역에는 영상이 디스플레이되지 않는, 즉 검은색으로 표시되는 경우, 광원 구동부(247)는 상기 분할된 블록들(M1 내지 M9) 중 상기 제2 영역에 대응되는 블록에 속하는 광원들이 상기 제1 영역에 대응되는 블록에 속하는 광원들보다 낮은 휘도의 광을 방출하도록 광원들(246)을 제어할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 디스플레이 화면(300)을 예로 들면, 표시 패널(240)의 디스플레이 화면(300) 중 영상이 디스플레이되는 제1 영역(310)에 대응되는 블록에 속하는 광원들이 검은색으로 표시되는 제2 영역(320)에 대응되는 블록에 속하는 광원들보다 높은 휘도의 광을 방출할 수 있다.
한편, 표시 패널(240)의 디스플레이 화면(300) 중 영상이 디스플레이되지 않고 검은색으로 표시되는 제2 영역(320)에 대응되는 블록에 속하는 광원들은 턴오프(turn off)될 수도 있으며, 그에 따라 디스플레이 장치(200)의 소비 전력을 보다 감소시킬 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 방송 송수신 시스템의 구성에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 디스플레이 모듈의 화면에 디스플레이되는 영상에 대한 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 디스플레이 모듈의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 블록도이다.

Claims (6)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    영상을 수신하는 수신부;
    상기 수신된 영상을 디스플레이하는 표시 패널;
    상기 표시 패널로 광을 제공하는 복수의 광원들 및 광원 구동부를 포함하는 백라이트 유닛; 및
    상기 영상에 대응하여 상기 백라이트 유닛에 포함된 광원들을 제어하고, 상기 표시 패널에 하나의 프레임이 표시되는 시간인 스캔 주기를 상기 광원 구동부로 전달하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 광원 구동부는, 상기 표시 패널에서 표시되는 영상과 상기 복수의 광원들로부터 방출되는 광이 동기하도록 상기 스캔 주기에 기초하여 상기 복수의 광원들을 제어하고,
    상기 표시 패널의 표시 영역은 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되며,
    상기 패널 구동부는, 상기 수신된 영상의 해상도를 변경하지 않은 영상을 상기 제1 영역에 디스플레이 하고, 상기 제2 영역에는 아무런 영상을 표시하지 않도록 표시 패널을 제어하고,
    상기 제2 영역에 대응되는 광원들은, 상기 제1 영역에 대응되는 광원들보다 방출하는 광의 휘도가 낮고,
    상기 패널 구동부는, 상기 표시 패널이 복수의 블록들로 분할될 경우 분할된 블록들 각각에 대응하는 표시 패널 영역의 색 좌표 신호에 기초하여 광의 휘도가 조절되도록 상기 복수의 광원들을 제어하는,
    디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 영상의 해상도가 상기 표시 패널의 해상도보다 낮은 경우 상기 수신된 영상의 해상도를 상기 표시 패널의 해상도에 맞추어 증가시켜 출력하는 신호 처리부를 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패널 구동부는, 상기 제2 영역에 대응되는 적어도 하나의 광원을 턴오프(turn off)하는
    디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수신부는,
    영상 신호의 해상도 정보를 수신하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 수신부는,
    WiHD, WHDi 및 WiFi 중 적어도 하나를 이용하여 영상 신호를 수신하는
    디스플레이 장치.
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