KR102659203B1 - 표시 장치, 및 신호 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 기술은, 표시 패널이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있도록 하는 표시 장치 및 신호 처리 장치에 관한 것이다. 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소를 2차원형으로 배치한 표시부와, 입력되는 기본색 광에 대응한 영상 신호를 확장하여, 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합시키는 제1 신호 처리부와, 확장된 영상 신호인 확장 영상 신호를, 기본색 광에 대응한 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호와, 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환하여, 표시부에 출력하는 제2 신호 처리부를 구비하는 표시 장치가 제공된다. 본 기술은, 예를 들어 유기 EL 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치에 적용할 수 있다.

Description

표시 장치, 및 신호 처리 장치
본 기술은, 표시 장치, 및 신호 처리 장치에 관한 것으로, 특히, 표시 패널이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있도록 한 표시 장치, 및 신호 처리 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 전압을 인가하면 소자 자체가 발광하는 발광 소자로서, 유기 일렉트로루미네센스(EL)(유기 EL)라고 불리는 현상을 응용한 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 사용한 유기 EL 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치의 개발이 진행되고 있다.
유기 EL 표시 장치에 관한 기술로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 기술이 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 발광 소자의 발광 효율의 열화에 수반되는 발광 휘도의 저하를 보완하기 위한 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-58634호 공보
그런데, 자발광형 표시 장치에는, 각 화소를 네 서브 화소, 즉, 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W)의 서브 화소에 의해 구성하는 경우가 있다.
기본색 광을 발하는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소 외에도, 백색(W)의 서브 화소가 추가됨으로써, 각 화소의 색 표현 범위를 넓히는 것이 가능하게 되지만, 이러한 표시 패널이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용하기 위한 기술 방식은 확립되어 있지 않다.
본 기술은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 표시 패널이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 일측면의 표시 장치는, 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소를 2차원형으로 배치한 표시부와, 입력되는 상기 기본색 광에 대응한 영상 신호를 확장하여, 상기 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합시키는 제1 신호 처리부와, 확장된 상기 영상 신호인 확장 영상 신호를, 상기 기본색 광에 대응한 제1 신호, 제2 신호, 및 제3 신호와, 상기 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환하여, 상기 표시부에 출력하는 제2 신호 처리부를 구비하는 표시 장치이다.
본 기술의 일측면의 표시 장치에 있어서는, 입력되는 기본색 광에 대응한 영상 신호가 확장되어, 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소가 2차원형으로 배치된 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합되어, 확장된 영상 신호인 확장 영상 신호가, 기본색 광에 대응한 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호와, 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환되어, 표시부에 출력된다.
본 기술의 일측면의 신호 처리 장치는, 입력되는 영상 신호를 확장하여, 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합한 확장 영상 신호를 출력하는 신호 처리부를 구비하고, 상기 표시부는, 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소를 2차원형으로 배치하고, 상기 영상 신호는, 상기 기본색 광에 대응한 신호인 신호 처리 장치이다.
본 기술의 일측면의 신호 처리 장치에 있어서는, 입력되는 영상 신호가 확장되어, 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합한 확장 영상 신호가 출력된다. 이 때, 표시부에서는, 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소가 2차원형으로 배치되어, 영상 신호가, 기본색 광에 대응한 신호로 된다.
본 기술의 일측면의 표시 장치 및 신호 처리 장치는, 독립된 장치여도 되고, 하나의 장치를 구성하고 있는 내부 블록이어도 된다.
본 기술의 일측면에 의하면, 표시 패널이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것은 아니며, 본 개시 중에 기재된 어느 효과여도 된다.
도 1은 액정 표시 장치에 있어서의 기판의 인터페이스의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 RGB 화소의 색 표현 범위의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 기술을 적용한 표시 장치의 일 실시 형태의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 유기 EL 표시 장치에 있어서의 기판의 인터페이스의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 WRGB 화소의 색 표현 범위의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 현 상황의 신호 처리 회로와 타이밍 컨트롤러 회로의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 현 상황의 타이밍 컨트롤러 회로에 있어서의 RGB 신호로부터 WRGB 신호로의 변환의 예를 나타내는 모식도이다.
도 8은 평균 휘도 레벨(APL)과 표시 패널의 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 현 상황의 LSI의 구성을 채용한 경우의 밀어 올림 영역을 개념적으로 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 기술을 적용한 신호 처리 회로와 타이밍 컨트롤러 회로의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 기술을 적용한 타이밍 컨트롤러 회로에 있어서의 RGB 신호로부터 WRGB 신호로의 변환의 예를 나타내는 모식도이다.
도 12는 본 기술을 적용한 LSI를 채용한 경우의 밀어 올림 영역을 개념적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 기술의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행하는 것으로 한다.
1. 본 기술의 실시 형태
2. 변형예
<1. 본 기술의 실시 형태>
평면이고 박형인 표시 장치(예를 들어, 박형의 텔레비전 수상기)로서는, 예를 들어 액정을 이용한 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네센스(EL)(유기 EL)를 이용한 유기 EL 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치 등이 실용화되어 있다.
액정 표시 장치는, 백라이트를 마련하여, 전압의 인가에 의해 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써, 백라이트로부터의 광을 투과시키거나 차단시키거나 함으로써 영상을 표시한다.
(액정 표시 장치의 구성)
도 1은, 액정 표시 장치에 마련되는 LSI(Large Scale Integration)인, 신호 처리 회로(902)와, 타이밍 컨트롤러 회로(903)의 인터페이스(I/F)의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 1에 있어서, 신호 처리 회로(902)는, TV 메인 기판(921)에 마련되고, 타이밍 컨트롤러 회로(903)는, TCON(Timing Controller) 기판(922)에 마련된다.
도 1에서, 표시 패널(904)은, 액정 표시 패널로서 구성되어 있다. 이 액정 표시 패널은, 복수의 화소(표시 화소)가 2차원형(행렬형)으로 배치되고, 각 화소는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 서브 화소로 구성된다. 즉, 액정 표시 패널인 표시 패널(904)에 있어서, 2차원형으로 배치되는 각 화소는, RGB 화소로 된다.
여기서, 표시 패널(904)에 배치되는 각 화소가, RGB 화소로 구성되어 있으므로, 신호 처리 회로(902)는, 소정의 인터페이스(I/F)를 통하여 타이밍 컨트롤러 회로(903)에 대해, 표시 패널(904)에 배치된 각 화소를 점등시키는 RGB 신호로서, R/G/B의 각각에 10비트를 할당한 신호를 전송할 수 있다.
이와 같이, 액정 표시 장치에 있어서, TV 메인 기판(921)측의 신호 처리 회로(902)와, TCON 기판(922)측의 타이밍 컨트롤러 회로(903)의 인터페이스(I/F)로서, R/G/B의 각 10비트의 신호를 전송하는 인터페이스(I/F)가, 표준적으로 되어 있다.
또한, 평면이고 박형인 표시 장치(예를 들어, 박형의 텔레비전 수상기)의 인터페이스(I/F)로서는, V-by-One(등록 상표)이 널리 알려져 있다. 또한, 신호 처리 회로(902)로부터 출력되는 영상 신호는, 예를 들어 4K 영상이나 2K 영상에 따른 영상 신호로 할 수 있다.
(RGB 화소의 색 표현)
도 2는, 도 1의 표시 패널(904)에 배치되는 RGB 화소의 색 표현 범위의 예를 나타내고 있다.
도 2에서는, RGB 화소의 색 표현 범위를, HSV 색 공간으로 나타내고 있다. HSV 모델은, 색상(Hue), 채도(Saturation) 및 명도(Value)의 세 성분을 포함하는 색 공간이다. 여기서, 색상은 색의 종류, 채도는 색의 선명함, 명도는 색의 밝기를 각각 의미하고 있다.
도 2에서, HSV 색 공간은, 원기둥(41)에 의해 표시되어 있다. 이 HSV 색 공간의 원기둥(41)에서, 방위각 방향은 색상 H(Hue)를 나타내고, 직경 방향은 채도 S(Saturation)를 나타내고, 축방향은 명도 V(Value)를 나타내고 있다. 또한, 도 2에는, HSV 색 공간에 있어서의 색상 H의 단면의 일부를 잘라내어, 도시하고 있다.
이와 같이, HSV 색 공간의 원기둥(41)이, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 상당하고 있다.
이상, 액정 표시 장치에 대해 설명했지만, 최근 들어, 유기 EL 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치 개발이 진행되고 있다. 이러한 종류의 자발광형 표시 장치는, 백라이트를 필요로 하는 액정 표시 장치와는 달리, 소자가 스스로 발광하기 위해서 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에, 액정 표시 장치에 비하여 얇게 구성할 수 있다는 점과, 화질이나 시야각 등의 면에서도, 유리하게 되어 있다. 이하, 자발광형 표시 장치로서, 특히, 유기 EL 표시 장치에 대해 설명한다.
(표시 장치의 구성예)
도 3은, 본 기술을 적용한 표시 장치의 일 실시 형태의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 3의 표시 장치(10)는, 예를 들어 박형의 텔레비전 수상기나 업무용 디스플레이 등의 자발광형 표시 장치로서 구성된다.
예를 들어, 표시 장치(10)는, 전압을 인가하면 소자 자체가 발광하는 발광 소자로서, 일렉트로루미네센스(EL)(유기 EL)라는 현상을 응용한 유기 발광 다이오드(OLED)를 사용한 유기 EL 표시 패널을 갖는 유기 EL 표시 장치로서 구성된다.
도 3에서, 표시 장치(10)는, 영상 발생기(101), 신호 처리 회로(102), 타이밍 컨트롤러 회로(103) 및 표시 패널(104)로 구성된다.
영상 발생기(101)는, 예를 들어 튜너나 복조기 등의 처리에서 얻어지는 신호 등, 외부 기기로부터 입력되는 신호에 기초하여, 영상 신호를 생성하고, 신호 처리 회로(102)에 공급된다. 이 영상 신호는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 휘도 정보를 포함하는 RGB 신호이다.
신호 처리 회로(102)는, 예를 들어 TV용 신호 처리 LSI 등으로 구성된다. 신호 처리 회로(102)는, 영상 발생기(101)로부터 공급되는 영상 신호에 대해, 예를 들어 고정밀이나 넓은 색 영역, 고휘도·고콘트라스트 등을 실현하기 위한 소정의 신호 처리를 실시하고, 그 결과 얻어지는 영상 신호를, 타이밍 컨트롤러 회로(103)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러 회로(103)는 패널용 TCON(Timing Controller) LSI 등으로 구성되어, 표시 패널(104)에 있어서의 표시 동작의 타이밍 제어를 행한다. 또한, 타이밍 컨트롤러 회로(103)는 신호 처리 회로(102)로부터 공급되는 영상 신호를 처리하여, 표시 패널(104)에 출력한다.
표시 패널(104)은, 예를 들어 유기 EL 표시 패널 등의 자발광 표시부로서 구성된다. 이 자발광 표시부는, 표시 화소로서, 전류량에 따라 자발광하는 발광 소자를 포함하는 화소를 갖고 있다. 표시 패널(104)은, 타이밍 컨트롤러 회로(103)로부터의 제어에 따라, 영상 신호에 따른 영상을 표시한다.
표시 장치(10)는, 이상과 같이 구성된다.
(유기 EL 표시 장치의 구성)
도 4는, 유기 EL 표시 장치로서의 표시 장치(10)에 마련되는 LSI인, 신호 처리 회로(102)와, 타이밍 컨트롤러 회로(103)의 인터페이스(I/F)의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 4에서, 신호 처리 회로(102)는, TV 메인 기판(21)에 마련되고, 타이밍 컨트롤러 회로(103)는 TCON 기판(22)에 마련된다.
도 4에서, 표시 패널(104)은, 유기 EL 표시 패널로서 구성되어 있다. 이 유기 EL 표시 패널은, 복수의 화소(표시 화소)가 2차원형(행렬형)으로 배치되고, 각 화소는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 네 서브 화소로 구성된다. 즉, 유기 EL 표시 패널인 표시 패널(104)에 있어서, 2차원형으로 배치되는 각 화소는, WRGB 화소로 된다.
또한, 각 화소의 서브 화소로서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소 이외에, 백색(W)의 서브 화소를 마련하고 있는 것은, 유기 EL 표시 패널의 제조성에 따른 특유의 사정에 의한 것이며, 현 상황에서, 양산되고 있는 대형 유기 EL 표시 패널의 각 화소는, WRGB 화소로 구성되어 있다.
여기서, 표시 패널(104)에 배치되는 각 화소는, WRGB 화소로서 구성되어 있지만, 신호 처리 회로(102)는, 소정의 인터페이스(I/F)를 통하여 타이밍 컨트롤러 회로(103)에 대해, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소를 점등시키기 위한 RGB 신호로서, 예를 들어 R/G/B의 각각에 12비트를 할당한 신호를 전송할 수 있다.
이 때, 표시 패널(104)에 배치되는 각 화소는, WRGB 화소가 되지만, 신호 처리 회로(102)로부터 출력되는 영상 신호는, RGB 신호로 되어 있다. 그 때문에, 타이밍 컨트롤러 회로(103)에서는, 신호 처리 회로(102)로부터의 RGB 신호에 기초하여, WRGB 신호로 생성함으로써, 표시 패널(104)에 배치되는, WRGB 화소인 각 화소를 점등시킬 수 있다.
또한, 유기 EL 표시 장치로서의 표시 장치(10)에 있어서도, TV 메인 기판(21)측의 신호 처리 회로(102)와, TCON 기판(22)측의 타이밍 컨트롤러 회로(103)의 인터페이스(I/F)로서, V-by-One(등록 상표)을 채용할 수 있다. 또한, 신호 처리 회로(102)로부터 출력되는 영상 신호는, 예를 들어 4K 영상이나 2K 영상에 따른 영상 신호로 할 수 있다.
(WRGB 화소의 색 표현)
도 5는, 도 4의 표시 패널(104)에 배치되는 WRGB 화소의 색 표현 범위의 예를 나타내고 있다.
도 5에서는, 도 2에 도시된 RGB 화소의 색 표현 범위와 마찬가지로, WRGB 화소의 색 표현 범위를, HSV 색 공간으로 나타내고 있다.
도 5에서, HSV 색 공간의 원기둥(41)이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 상당하고 있다. 또한, 도 5에서, HSV 색 공간의 원기둥(41) 상에 형성된 원추(42)가, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 상당하고 있다.
즉, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 기본색 광(적색광, 녹색광 및 청색광)을 발하는 서브 화소와, 백색(W)의 하나의 비기본색 광(백색광)을 발하는 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위는, 도면 중의 원기둥형의 부분 영역(51) 이외에도, 그 원기둥 상에 형성된 원추형의 부분 영역(52)도 포함된다.
이와 같이, 백색(W)의 서브 화소를 발광시킴으로써, HSV 색 공간의 원기둥(41)에 있어서의 축방향으로 표시되는 명도 V를 보다 높게 하는 것이 가능하게 되기 때문에, WRGB 화소는, RGB 화소와 비교하여, 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있다.
다음에, 도 3에 도시한 표시 장치(10)에 마련되는 LSI인, 신호 처리 회로(102)와 타이밍 컨트롤러 회로(103)의 상세한 구성에 대해 설명한다. 여기에서는, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 현 상황의 LSI의 구성에 대해 설명한 후에, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 본 기술을 적용한 LSI의 구성에 대해 설명한다.
(현 상황의 LSI의 구성)
먼저, 현 상황의 LSI의 구성에 대해 설명한다. 도 6은, 현 상황의 LSI를 구성하는 신호 처리 회로(102A)와 타이밍 컨트롤러 회로(103A)의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 6에서, 신호 처리 회로(102A)는, 거기에 입력되는 영상 신호에 대해 소정의 신호 처리를 실시하고, 그 결과 얻어지는 RGB의 각 10비트의 신호를, 영상 신호로서 타이밍 컨트롤러 회로(103A)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러 회로(103A)는, 신호 처리 회로(102A)로부터 공급되는 영상 신호를, 표시 패널(104)에 표시하는 제어를 행한다.
타이밍 컨트롤러 회로(103A)는, 리니어 감마 변환부(201), APL 산출부(202), ABL 게인 산출부(203), ABL 제어부(204), HDR 게인 산출부(205), DR 확장부(206) 및 WRGB 변환부(207)로 구성된다.
리니어 감마 변환부(201)는, 입력에 대한 출력이 감마 특성을 갖는 영상 신호(RGB의 각 10비트의 신호)를, 감마 특성으로부터 리니어 특성을 갖도록 변환하는 신호 처리를 행한다. 리니어 감마 변환부(201)는, 변환 후의 영상 신호를, APL 산출부(202) 및 ABL 제어부(204)에 공급한다.
또한, 리니어 감마 변환부(201)에 있어서, 입력에 대한 출력이, 리니어 특성을 갖도록 신호 처리를 행함으로써, 영상 신호가 리니어 공간에서 취급되기 때문에, 유기 EL 표시 패널로서 구성되는 표시 패널(104)에 표시하는 영상에 대한 다양한 처리가 용이해진다.
APL 산출부(202)는, 리니어 감마 변환부(201)로부터 공급되는 영상 신호에 기초하여, 평균 휘도 레벨(APL: Average Picture Level)을 산출하고, ABL 게인 산출부(203) 및 HDR 게인 산출부(205)에 공급한다.
여기서, 평균 휘도 레벨(APL)은, 영상 신호로부터 얻어지는 프레임 화상의 평균 휘도 레벨을 나타내는 것이다. 예를 들어, 평균 휘도 레벨(APL)은, 프레임 화상에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 휘도의 평균값 등으로부터 얻어진다.
ABL 게인 산출부(203)는, APL 산출부(202)로부터 공급되는 평균 휘도 레벨(APL)에 기초하여, 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(ABL: Automatic Brightness Limiter)하기 위한 게인(이하, ABL 게인이라고도 한다)을 산출하여, ABL 제어부(204)에 공급한다.
ABL 제어부(204)는, ABL 게인 산출부(203)로부터 공급되는 ABL 게인에 기초하여, 리니어 감마 변환부(201)로부터 공급되는 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(제한)하여, DR 확장부(206)에 공급한다.
여기서, ABL 게인은, 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(제한)하기 위한 정보가 된다. 즉, 유기 EL 표시 패널로서 구성되는 표시 패널(104)에 있어서는, 예를 들어 그 유기 EL 표시 패널에 표시시키는 영상(화상 패턴)의 밝기에, 전원에 대한 전력 부하가 의존하기 때문에, 패널 전체에 대해, ABL 게인에 기초한 휘도 레벨의 제어(ABL)가 행하여지도록 한다. 즉, 여기에서는, 최적의 휘도 레벨이 검출되고, 영상 신호에 대한 휘도의 리미트 처리가 행해지게 된다.
HDR 게인 산출부(205)는, APL 산출부(202)로부터 공급되는 평균 휘도 레벨(APL)에 기초하여, 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하여 확장 영상 신호를 얻기 위한 게인(이하, HDR 게인이라고도 한다)을 산출하고, DR 확장부(206)에 공급한다.
DR 확장부(206)는, HDR 게인 산출부(205)로부터 공급되는 HDR 게인에 기초하여, ABL 제어부(204)로부터 공급되는 영상 신호(ABL 제어가 이루어진 영상 신호)의 다이내믹 레인지(DR: Dynamic Range)를 확장하고, 그 결과 얻어지는 확장 영상 신호를, WRGB 변환부(207)에 공급한다.
WRGB 변환부(207)는, DR 확장부(206)로부터 공급되는 확장 영상 신호(RGB 신호)를, WRGB 신호로 변환하여 출력한다.
여기에서의 변환 처리는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 기본색을 포함하는 RGB 신호를, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 기본색과, 백색(W)인 하나의 비기본색을 포함하는 WRGB 신호로 변환하는 것이다.
도 7은, RGB 신호로부터 WRGB 신호로의 변환의 예를 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 도 7에서는, 도면 중의 좌측이, 변환 전의 RGB 신호를 나타내고, 도면 중의 우측이, 변환 후의 WRGB 신호를 나타내고 있다.
WRGB 변환부(207)에서는, 먼저, 입력된 RGB 신호에 3색의 휘도 정보 중, 최소의 것을, 백색(W)의 휘도 정보로 한다. 이 예에서는, 청색(B)의 휘도 정보가 최소가 되므로, 백색(W)의 휘도 정보로 된다.
그리고, WRGB 변환부(207)에서는, 변환 전의 적색(R)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산함으로써, 변환 후의 적색(R)의 휘도 정보가 얻어진다. 마찬가지로, 변환 전의 녹색(G)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산하여, 변환 후의 녹색(G)의 휘도 정보가 얻어지고, 변환 전의 청색(B)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산하여, 변환 후의 청색(B)의 휘도 정보(이 예에서는 0)가 얻어진다.
WRGB 변환부(207)는, 이와 같이 하여 얻어지는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 휘도 정보를, WRGB 신호로서 출력한다.
현 상황의 LSI는, 이상과 같이 구성된다.
여기서, 도 8은, 평균 휘도 레벨(APL)과, 표시 패널(104)의 휘도의 관계(특성 정보)를 나타내고 있다. 도 8에서는, 횡축은, 평균 휘도 레벨(APL)을 나타내고, 0 내지 100(％)의 범위로 된다. 또한, 종축은, 표시 패널(104)의 휘도(Luminance)를 나타내고, 그 단위는, cd/㎡로 된다.
도 8에서, 곡선(61)에 나타낸 바와 같이, 평균 휘도 레벨(APL)과 휘도의 관계는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 작을수록, 휘도의 값은 커지는 한편, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 클수록, 휘도의 값은 작아지는 반비례의 관계로 되어 있다.
이러한 관계를 이용함으로써, ABL 제어부(204)에서는, ABL 게인 산출부(203)로부터의 ABL 게인의 값에 기초하여, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 클수록, 영상 신호의 휘도 레벨을 낮추는 제어를 행할 수 있다. 예를 들어, 100％인 평균 휘도 레벨(APL)이 산출된 경우에, 500cd/㎡인 휘도는, 150cd/㎡까지 떨어지게 된다. 또한, 통상, 평균 휘도 레벨(APL)은, 25％ 정도로 된다.
즉, 유기 EL 표시 패널로서 구성되는 표시 패널(104)에 표시되는 영상(화상 패턴)이 밝을수록(빛날수록), 패널이나 전원에 부하가 걸리므로, 여기에서는, 평균 휘도 레벨(APL)이 높아짐에 따라, 영상 신호의 휘도 레벨이 서서히 낮아지게 된다.
예를 들어, 표시 패널(104)에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 따른 휘도가, 도면 중의 수평 방향 제1 라인(71)으로 나타내는 바와 같이, 500cd/㎡가 되는 경우에, 평균 휘도 레벨(APL)로서, 100％가 산출되었을 때, ABL 게인은 다음과 같이 구해진다.
즉, 이 때, 평균 휘도 레벨(APL)이 100％가 되므로, 150cd/㎡인 휘도까지, 휘도 레벨을 제한할 필요가 있기 때문에, ABL 게인 산출부(203)는, ABL 게인으로서, 0.3(150/500)인 게인을, ABL 제어부(204)에 공급한다. 이에 의해, ABL 제어부(204)는, 0.3인 ABL 게인에 기초하여, 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(제한)한다.
여기서, 도 9에는, 표시 패널(104)이 표현할 수 있는 색 영역을, HSV 색 공간으로 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 이 HSV 색 공간에 있어서, 방위각 방향은 색상 H를 나타내며, 직경 방향은 채도 S를 나타내고, 축방향은 명도 V를 나타내고 있다. 도 9의 제1 라인(71)은, 상술한 도 8에 나타낸 제1 라인(71)에 대응하고 있어, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위는, 도면 중의 원기둥(41)의 부분(명도 V가 V1 이하인 범위)에 상당한다.
한편, 상술한 바와 같이, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소와, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위는, 도면 중의 원기둥(41) 부분 이외에, 그 원기둥 상에 형성된 원추(42)의 부분도 포함된다.
이와 같이, 백색(W)의 서브 화소를 발광시킴으로써, 명도 V를, V1보다도 높은 V2로 할 수 있다. 즉, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소 이외에, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써, 표시 패널(104)이 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있다.
HDR 게인 산출부(205)는, 백색(W)의 서브 화소에 의해 넓어진 색 영역을 이용 가능하게 하기 위한 HDR 게인을 생성하여, DR 확장부(206)에 공급한다.
여기서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 백색(W)의 화소에 의해 넓어진 색 영역(이하, 밀어 올림 영역이라고도 한다)을 이용하는 것은, 예를 들어 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 0 내지 25％인 범위 내(도면 중의 영역(62)의 범위 내)가 되는 경우로 제한된다. 그 이유는, 영상(화상 패턴)이 밝은 때일수록, 패널이나 전원에 부하가 걸리므로, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 낮고, 전력에 어느 정도의 여력이 있는 경우(어느 정도 영상이 어두운 경우)에만, 밀어 올림 영역이 이용되도록 하기 위해서이다.
예를 들어, 도 8에 있어서, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％ 미만이 되는 경우, HDR 게인 산출부(205)는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％가 될 때까지, 점차 휘도 레벨이 높아지도록, 서서히 HDR 게인을 크게 한다. 예를 들어, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％가 될 때의 HDR 게인은, 1.0(500/500)이 되지만, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％가 될 때의 HDR 게인은, 1.6(800/500)이 된다.
또한, 예를 들어 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％ 이하로 되는 경우에는, HDR 게인 산출부(205)는, 1.6(800/500)인 HDR 게인을 고정값으로서 산출한다.
이와 같이, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％)미만이 되는 경우에, 밀어 올림 영역이 이용 가능하게 되도록, HDR 게인을 산출하고, 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 백색(W)의 서브 화소에 의해 넓어진 색 영역을 이용할 수 있다.
여기서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 현 상황의 LSI의 구성에서는, 신호 처리 회로(102A)로부터 타이밍 컨트롤러 회로(103A)에 입력되는 RGB의 각 10비트의 신호는, 제1 라인(71)에 대응한 원기둥(41)의 부분(명도 V가 V1 이하인 범위)이며, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 대응하고 있다.
그리고, 타이밍 컨트롤러 회로(103A)에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％ 미만이 되는 경우에, 예를 들어 1.6인 HDR 게인에 기초하여, 영상 신호(RGB의 각 10비트의 신호)의 다이내믹 레인지가 확장됨으로써, 제2 라인(72)에 대응한 원추(42)의 부분(명도 V가 V1 내지 V2까지인 범위)이며, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위를 포함하도록, 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있다.
이와 같이, 현 상황의 LSI의 구성에서는, 신호 처리 회로(102A)의 후단에 마련되는 타이밍 컨트롤러 회로(103A)에 의해, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써 이용 가능하게 되는 밀어 올림 영역을 이용하기 위한 기능이 실현되고 있다.
또한, 현 상황의 LSI의 구성에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％) 미만이 되는 경우에, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써 이용 가능하게 되는 밀어 올림 영역을 이용하기 위한 기능이 실현되는 한편, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％)을 초과하는 경우에는, 영상 신호에 대한 휘도의 리미트 기능(ABL)이 실현되게 된다.
(본 기술의 LSI의 구성)
다음에, 본 기술을 적용한 LSI의 구성에 대해 설명한다. 도 10은, 본 기술을 적용한 LSI를 구성하는 신호 처리 회로(102B)와 타이밍 컨트롤러 회로(103B)의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 10에서, 신호 처리 회로(102B)는, 영상 발생기(101)로부터 공급되는 영상 신호에 대해 소정의 신호 처리를 행한다. 신호 처리 회로(102B)는, 신호 처리부(300)를 갖는다. 이 신호 처리부(300)는, 리니어 감마 변환부(301A), APL 산출부(302), HDR 게인 산출부(305) 및 DR 확장부(306)로 구성된다.
신호 처리부(300)에는, 영상 신호(RGB의 각 10비트의 신호)가 입력되고, 리니어 감마 변환부(301A) 및 DR 확장부(306)에 공급된다.
리니어 감마 변환부(301A)는, 입력에 대한 출력이 감마 특성을 갖는 영상 신호를, 감마 특성으로부터 리니어 특성을 갖도록 변환되는 신호 처리를 행한다. 리니어 감마 변환부(301A)는, 변환 후의 영상 신호를, APL 산출부(302)에 공급한다.
APL 산출부(302)는, 리니어 감마 변환부(301A)로부터 공급되는 영상 신호에 기초하여, 평균 휘도 레벨(APL)을 산출하고, HDR 게인 산출부(305) 및 타이밍 컨트롤러 회로(103B)(의 ABL 게인 산출부(303))에 공급한다.
HDR 게인 산출부(305)는, APL 산출부(302)로부터 공급되는 평균 휘도 레벨(APL)에 기초하여, 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하여 확장 영상 신호를 얻기 위한 HDR 게인을 산출하고, DR 확장부(306)에 공급된다. 여기서, 영상 신호는, RGB의 각 10비트의 신호로 되고, 확장 영상 신호는, RGB의 각 12비트의 신호로 된다.
DR 확장부(306)는, HDR 게인 산출부(305)로부터 공급되는 HDR 게인에 기초하여, 거기에 입력된 영상 신호(RGB의 각 10비트의 신호)의 다이내믹 레인지(DR)를 확장하고, 그 결과 얻어지는 확장 영상 신호(RGB의 각 12비트의 신호)를, 타이밍 컨트롤러 회로(103B)(의 리니어 감마 변환부(301B))에 공급한다.
또한, 도 10에서, 타이밍 컨트롤러 회로(103B)는, 리니어 감마 변환부(301B), ABL 게인 산출부(303), ABL 제어부(304) 및 WRGB 변환부(307)로 구성된다. 타이밍 컨트롤러 회로(103B)에는, 신호 처리 회로(102B)로부터 공급되는 확장 영상 신호(RGB의 각 12비트의 신호)와 평균 휘도 레벨(APL)이 입력되어, 리니어 감마 변환부(301B)와 ABL 게인 산출부(303)에 각각 공급된다.
리니어 감마 변환부(301B)는, 입력에 대한 출력이 감마 특성을 갖는 확장 영상 신호를, 감마 특성으로부터 리니어 특성을 갖도록 변환하는 신호 처리를 행한다. 리니어 감마 변환부(301A)는, 변환 후의 확장 영상 신호를, ABL 제어부(304)에 공급한다.
ABL 게인 산출부(303)는, 신호 처리 회로(102B)(의 APL 산출부(302))로부터 공급되는 평균 휘도 레벨(APL)에 기초하여, 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(ABL)하기 위한 게인(ABL 게인)을 산출하여, ABL 제어부(304)에 공급한다.
ABL 제어부(304)는, ABL 게인 산출부(303)로부터 공급되는 ABL 게인에 기초하여, 리니어 감마 변환부(301B)로부터 공급되는 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(제한)하여, WRGB 변환부(307)에 공급한다.
WRGB 변환부(307)는, ABL 제어부(304)로부터 공급되는 확장 영상 신호(ABL 제어가 이루어진 RGB 신호)를, WRGB 신호로 변환하여 출력한다.
여기에서의 변환 처리는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세가지의 기본색을 포함하는 RGB 신호를, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 세 기본색과, 백색(W)인 하나의 비기본색을 포함하는 WRGB 신호로 변환하는 것이다.
도 11은, RGB 신호로부터 WRGB 신호로의 변환의 예를 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 도 11에 있어서는, 도면 중의 좌측이, 변환 전의 RGB 신호를 나타내고, 도면 중의 우측이, 변환 후의 WRGB 신호를 나타내고 있다.
WRGB 변환부(307)에서는, 먼저, 입력된 RGB 신호의 3색의 휘도 정보 중, 최소의 것을, 백색(W)의 휘도 정보로 한다. 이 예에서는, 청색(B)의 휘도 정보가 최소가 되므로, 백색(W)의 휘도 정보로 된다.
그리고, WRGB 변환부(307)에서는, 변환 전의 적색(R)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산함으로써, 변환 후의 적색(R)의 휘도 정보가 얻어진다. 마찬가지로, 변환 전의 녹색(G)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산하여, 변환 후의 녹색(G)의 휘도 정보가 얻어지고, 변환 전의 청색(B)의 휘도 정보로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산하여, 변환 후의 청색(B)의 휘도 정보가 얻어진다.
WRGB 변환부(307)는, 이와 같이 하여 얻어지는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 휘도 정보를 WRGB 신호로서 출력한다.
또한, 도 11의 변환의 예를, 상술한 도 7의 변환의 예와 비교하면, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 휘도 정보가 증가하고, 백색(W)의 휘도 정보도 증가하였지만, 변환 전의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 휘도 정보의 각각으로부터, 백색(W)의 휘도 정보를 감산함으로써, 변환 후의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 휘도 정보의 각각이 얻어지는 것에 대해서는, 변함은 없다. 또한, 도 7 및 도 11에 있어서, 라인(81)은 상한값을 나타내고 있다.
본 기술을 적용한 LSI는, 이상과 같이 구성된다.
여기서, 도 10에 도시한 신호 처리 회로(102B)와 타이밍 컨트롤러 회로(103B)에 있어서도, 상술한 도 8의 평균 휘도 레벨(APL)과 표시 패널(104)의 휘도의 관계(특성 정보)를 이용하면, 예를 들어 다음과 같은 제어가 행하여진다.
즉, HDR 게인 산출부(305)는, 백색(W)의 서브 화소에 의해 넓어진 색 영역을 이용 가능하게 하기 위한 HDR 게인을 생성하고, DR 확장부(306)에 공급한다.
여기서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 백색(W)의 화소에 의해 넓어진 색 영역인 밀어 올림 영역을 이용하는 것은, 예를 들어 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 0 내지 25％인 범위 내가 되는 경우로 제한된다. 그 이유는, 상술한 바와 같이, 영상(화상 패턴)이 밝을수록, 패널이나 전원에 부하가 걸리므로, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 낮은, 전력에 어느 정도의 여력이 있는 경우에만, 밀어 올림 영역이 이용되도록 하기 위해서이다.
예를 들어, 도 8에 있어서, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％ 미만이 되는 경우, HDR 게인 산출부(305)는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％가 될 때까지, 점차 휘도 레벨이 높아지도록, 점차 HDR 게인을 크게 한다. 예를 들어, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％가 될 때의 HDR 게인은, 1.0(500/500)으로 되지만, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％가 될 때의 HDR 게인은, 1.6(800/500)으로 된다.
또한, 예를 들어 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 10％ 이하로 되는 경우에는, HDR 게인 산출부(305)는, 1.6(800/500)인 HDR 게인을 고정값으로서 산출한다.
또한, 여기에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값에 기초하여, HDR 게인이 산출되는 경우를 예시했지만, HDR 게인을 산출할 때에는, 평균 휘도 레벨(APL)의 계측 이외에, 예를 들어 히스토그램 계측 등의 영상 해석 처리를 행하고, 그 해석 결과가, HDR 게인의 값에 반영되도록 해도 된다. 즉, 여기에서는, 영상 신호로부터 얻어지는 프레임 화상이, 어떤 화상(예를 들어, 밤하늘의 별의 화상 등)인지를 해석하고, 그 해석 결과에 따른 HDR 게인을 산출할 수 있다.
이와 같이, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％)미만이 되는 경우에, 밀어 올림 영역이 이용 가능하게 되도록, HDR 게인을 산출하여, 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장함으로써, 백색(W)의 서브 화소에 의해 넓어진 색 영역을 이용할 수 있다.
여기서, 도 12에는, 표시 패널(104)이 표현할 수 있는 색 영역을, HSV 색 공간으로 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 이 HSV 색 공간에 있어서, 방위각 방향은 색상 H를 나타내고, 직경 방향은 채도 S를 나타내고, 축방향은 명도 V를 나타내고 있다. 도 12의 제1 라인(71)은, 상술한 도 8에 나타낸 제1 라인(71)에 대응하고 있고, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위는, 도면 중의 원기둥(41)의 부분(명도 V가 V1 이하인 범위)에 상당한다.
한편, 상술한 바와 같이, 표시 패널(104)에 배치된 각 화소에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소와, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위는, 도면 중의 원기둥(41) 부분 이외에, 그 원기둥 상에 형성된 원추(42)의 부분도 포함된다.
이와 같이, 백색(W)의 서브 화소를 발광시킴으로써, 명도 V를, V1보다도 높은 V2로 할 수 있다. 즉, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소 이외에, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써, 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있다.
여기서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 본 기술을 적용한 LSI의 구성에서는, 신호 처리 회로(102B)의 DR 확장부(306)에 입력되는 RGB의 각 10비트의 신호는, 제1 라인(71)에 대응한 원기둥(41)의 부분(명도 V가 V1 이하인 범위)이며, 표시 패널(104)에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 대응하고 있다.
그리고, DR 확장부(306)에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 25％ 미만이 되는 경우에, 예를 들어 1.6인 HDR 게인에 기초하여, 영상 신호(RGB의 각 10비트의 신호)의 다이내믹 레인지를 확장하여, 확장 영상 신호(RGB의 각 12비트의 신호)를 생성함으로써, 제2 라인(72)에 대응한 원추(42)의 부분(명도 V가 V1 내지 V2까지인 범위)이며, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위를 포함하도록, 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있다.
이와 같이, 본 기술을 적용한 LSI의 구성에서는, 신호 처리 회로(102B)(의 HDR 게인 산출부(305)나 DR 확장부(306) 등)에 의해, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써 이용 가능하게 되는 밀어 올림 영역을 이용하기 위한 기능이 실현되고 있다. 여기에서는, RGB의 각 12비트의 신호가, 신호 처리 회로(102B)로부터 타이밍 컨트롤러 회로(103B)에 입력된다.
또한, 도 10에 도시된 타이밍 컨트롤러 회로(103B)에 있어서, 상술한 도 8의 평균 휘도 레벨(APL)과 표시 패널(104)의 휘도의 관계를 이용함으로써, ABL 제어부(304)에서는, ABL 게인 산출부(303)로부터의 ABL 게인의 값에 기초하여, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이 클수록, 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 낮추는 제어를 행할 수 있다. 예를 들어, 100％인 평균 휘도 레벨(APL)이 산출된 경우에, 500cd/㎡인 휘도는, 150cd/㎡까지 떨어지게 된다.
즉, 유기 EL 표시 패널로서 구성되는 표시 패널(104)에 표시시키는 영상(화상 패턴)이 밝을수록(빛날수록), 패널이나 전원에 부하가 걸리므로, 여기에서는, 평균 휘도 레벨(APL)이 높아짐에 따라, 확장 영상 신호의 휘도 레벨이, 서서히 낮아지도록 하고 있다.
예를 들어, 표시 패널(104)에 있어서의, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 따른 휘도가, 500cd/㎡가 되는 경우에, 평균 휘도 레벨(APL)로서, 100％가 산출되었을 때, ABL 게인은, 다음과 같이 구할 수 있다.
즉, 이 때, 평균 휘도 레벨(APL)이 100％가 되므로, 150cd/㎡인 휘도까지, 휘도 레벨을 제한할 필요가 있기 때문에, ABL 게인 산출부(303)는, ABL 게인으로서, 0.3(150/500)인 게인을, ABL 제어부(304)에 공급한다. 이에 의해, ABL 제어부(304)는, 0.3인 ABL 게인에 기초하여, 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어(제한)한다.
또한, 본 기술을 적용한 LSI의 구성에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％) 미만이 되는 경우에, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써 이용 가능하게 되는 밀어 올림 영역을 이용하기 위한 기능이 실현되는 한편, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 소정의 임계값(이 예에서는 25％)을 초과하는 경우에는, 영상 신호에 대한 휘도의 리미트 기능(ABL)이 실현되게 된다.
이상과 같이, 본 기술에 의하면, 타이밍 컨트롤러 회로(103B)의 전단에 마련된 신호 처리 회로(102B)에 의해, RGB의 각 10비트의 신호를, RGB의 각 12비트의 신호로 확장함으로써, 복수의 화소(표시 화소)로서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 네 서브 화소를 포함하는 WRGB 화소가 2차원형으로 배치된 표시 패널(104)(예를 들어, 유기 EL 표시 패널)이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있다.
즉, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소 이외에, 백색(W)의 서브 화소를 마련함으로써, 표시 패널(104)이 표현할 수 있는 색 영역을 넓힐 수 있게 되지만, 본 기술에서는, 신호 처리 회로(102B)측에서, 미리 RGB의 비트를 확장함(예를 들어, RGB의 각 10비트를, RGB의 각 12비트로 확장한다)으로써, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위에 대응한 신호가, 타이밍 컨트롤러 회로(103B)에 입력되도록 하고 있다.
보다 구체적으로는, 상술한 도 12의 HSV 색 공간에서는, 백색(W)의 서브 화소를 발광시킴으로써, 명도 V를, V1보다도 높은 V2로 할 수 있지만, 이 밀어 올림 영역에 대해서는, 예를 들어 RGB의 각 10비트로부터, RGB의 각 12비트로 확장했을 때의 증가분의 2비트에 의해, 표시되게 된다.
여기서, 예를 들어 유기 EL 표시 장치 등의 표시 장치(10)(박형의 텔레비전 수상기)를 제조하는 텔레비전 제조 메이커에 대해, 패널 메이커가, 유기 EL 표시 패널 등의 표시 패널(104)을 공급하는 경우에, 텔레비전 제조 메이커에 의해, TV용 신호 처리 LSI 등의 신호 처리 회로(102B)의 설계나 제조 등이 행하여지는 한편, 패널 메이커에 의해, 패널용 TCON LSI 등의 타이밍 컨트롤러 회로(103B)의 설계나 제조 등이 행해지는 경우가 상정된다.
이러한 경우에 있어서, 신호 처리 회로(102B)의 설계나 제조 등을 행하는 텔레비전 제조 메이커측에서, 당해 텔레비전 제조 메이커가 의도하는 화질을 실현하고 싶다는 요청이 있는데, 본 기술에서는, 신호 처리 회로(102B)측에서, RGB의 비트를 확장하여, WRGB 화소가 2차원형으로 배치된 표시 패널(104)(예를 들어, 유기 EL 표시 패널)이 표현할 수 있는 색 영역을 최대한으로 활용할 수 있도록 하고 있기 때문에, 그러한 요청에 따를 수 있다.
또한, 본 기술에서는, 평균 휘도 레벨(APL)의 값을 임계값과 비교하여, 프레임 화상이 어느 정도 어두워진 경우(예를 들어, 평균 휘도 레벨(APL)의 값이, 0 내지 25％인 범위 내가 되는 경우), 즉, 전력에 여력이 있는 경우에만, 백색(W)의 서브 화소에 의해 넓어진 색 영역을 이용하도록 하고 있기 때문에(밀어올리도록 하고 있기 때문에), 소비 전력을 억제할 수 있다. 또한, 백색(W)의 서브 화소는, 다른 색의 서브 화소에 비하여, 발광 효율이 높기 때문에, 백색(W)의 서브 화소가 발광해도, 다른 색의 서브 화소만큼 전력은 소비되지 않는다.
<2. 변형예>
상술한 설명에서는, 신호 처리 회로(102)나, 타이밍 컨트롤러 회로(103)는 표시 장치(10)를 구성하는 요소인 것으로 설명했지만, 예를 들어 신호 처리 회로(102)나, 타이밍 컨트롤러 회로(103)를 단독의 장치로서, 신호 처리 장치나, 타이밍 컨트롤러 장치 등으로 파악하도록 해도 된다.
또한, 상술한 설명에서는, 표시 장치(10)로서, 제조성에 특유의 사정이 있는 대형 유기 EL 표시 패널을 갖는 유기 EL 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치를 일례로 들어 설명했지만, 본 기술은, 유기 EL 표시 장치에 한정되지 않고, 다양한 표시 장치에 대해 적용하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 설명에서는, 표시 장치(10)로서, 박형의 텔레비전 수상기나 업무용 디스플레이 등을 하나의 예로 들어 설명했지만, 예를 들어 정보 기기나 휴대 기기 등, 다양한 전자 기기에 대해 적용할 수 있다.
상술한 설명에서는, 신호 처리 회로(102B)측에서의 비트의 확장으로서, RGB의 각 10비트를, RGB의 각 12비트로 확장하는 예를 나타냈지만, 확장 후의 비트는, RGB의 각 12비트에 한하지 않고, 예를 들어 RGB의 각 11비트나 RGB의 각 13비트 등, 백색(W)의 서브 화소에 의해 표현할 수 있는 색의 범위를 나타내는 것이 가능한 비트이면 된다.
또한, 상술한 설명에서는, 표시 패널(104)에 2차원형으로 배치되는 각 화소가, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 네 서브 화소로 구성되는 것으로 설명했지만, 서브 화소의 색은, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 백색(W)의 서브 화소 대신에, 백색(W)과 동등하게 시감도가 높은 다른 색의 서브 화소를 사용해도 된다.
또한, 본 명세서에서, 「2K 영상」이란, 대략 1920×1080 픽셀 전후의 화면 해상도에 대응한 영상이며, 「4K 영상」이란, 대략 3840×2160 픽셀 전후의 화면 해상도에 대응한 영상이다. 또한, 상술한 설명에서는, 콘텐츠의 영상으로서, 2K 영상과 4K 영상을 설명했지만, 8K 영상과 같은 더 고화질의 콘텐츠여도 된다. 단, 「8K 영상」이란, 대략 7680×4320 픽셀 전후의 화면 해상도에 대응한 영상이다.
또한, 본 기술의 실시 형태는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1)
세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소를 2차원형으로 배치한 표시부와,
입력되는 상기 기본색 광에 대응한 영상 신호를 확장하여, 상기 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합시키는 제1 신호 처리부와,
확장된 상기 영상 신호인 확장 영상 신호를, 상기 기본색 광에 대응한 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호와, 상기 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환하여, 상기 표시부에 출력하는 제2 신호 처리부를 구비하는 표시 장치.
(2)
상기 제1 신호 처리부는,
상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하여 상기 확장 영상 신호를 얻기 위한 제1 게인을 산출하는 제1 게인 산출부와,
산출된 상기 제1 게인에 기초하여, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하는 DR 확장부를 갖는 상기 (1)에 기재된 표시 장치.
(3)
상기 제1 신호 처리부는,
상기 영상 신호로부터 얻어지는 프레임 화상의 평균 휘도 레벨을 산출하는 평균 휘도 레벨 산출부를 더 갖고,
상기 제1 게인 산출부는, 산출된 상기 평균 휘도 레벨에 기초하여, 상기 제1 게인을 산출하는 상기 (2)에 기재된 표시 장치.
(4)
상기 제2 신호 처리부는,
상기 확장 영상 신호를, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호로 변환하는 색신호 변환부를 갖는 상기 (3)에 기재된 표시 장치.
(5)
상기 제2 신호 처리부는,
산출된 상기 평균 휘도 레벨에 기초하여, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어하기 위한 제2 게인을 산출하는 제2 게인 산출부와,
산출된 상기 제2 게인에 기초하여, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어하는 휘도 제어부를 더 갖고,
상기 색신호 변환부는, 휘도 레벨이 제어된 상기 확장 영상 신호를, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호로 변환하는 상기 (4)에 기재된 표시 장치.
(6)
상기 제1 게인 및 상기 제2 게인은, 상기 평균 휘도 레벨과, 상기 표시부의 휘도 레벨을 관련지은 특성 정보에 따라 얻어지는 값인 상기 (5)에 기재된 표시 장치.
(7)
상기 제1 게인 산출부는, 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 평균 휘도 레벨이, 소정의 임계값 미만이 되는 경우에, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 제1 게인을 산출하는 상기 (6)에 기재된 표시 장치.
(8)
상기 제2 게인 산출부는, 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 평균 휘도 레벨이, 소정의 임계값을 초과하는 경우에, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 저하시키기 위한 제2 게인을 산출하는 상기 (6) 또는 (7)에 기재된 표시 장치.
(9)
상기 기본색 광은, 적색광, 녹색광 및 청색광이며,
상기 비기본색 광은, 백색광인 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(10)
상기 표시 화소는, 전류량에 따라 자발광하는 발광 소자를 갖는 화소이며,
상기 표시부는, 자발광 표시부인 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
(11)
입력되는 영상 신호를 확장하여, 표시부가 표현할 수 있는 색 영역에 적합한 확장 영상 신호를 출력하는 신호 처리부를 구비하고,
상기 표시부는, 세 기본색 광을 발하는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소 및 제3 서브 화소와, 비기본색 광을 발하는 제4 서브 화소를 갖는 표시 화소를 2차원형으로 배치하고,
상기 영상 신호는, 상기 기본색 광에 대응한 신호인 신호 처리 장치.
(12)
상기 신호 처리부는,
상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하여 상기 확장 영상 신호를 얻기 위한 게인을 산출하는 게인 산출부와,
산출된 상기 게인에 기초하여, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하는 DR 확장부를 갖는 상기 (11)에 기재된 신호 처리 장치.
(13)
상기 신호 처리부는,
상기 영상 신호로부터 얻어지는 프레임 화상의 평균 휘도 레벨을 산출하는 평균 휘도 레벨 산출부를 더 갖고,
상기 게인 산출부는, 산출된 상기 평균 휘도 레벨에 기초하여, 상기 게인을 산출하는 상기 (12)에 기재된 신호 처리 장치.
(14)
상기 게인은, 상기 평균 휘도 레벨과, 상기 표시부의 휘도 레벨을 관련지은 특성 정보에 따라 얻어지는 값인 상기 (13)에 기재된 신호 처리 장치.
(15)
상기 게인 산출부는, 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 평균 휘도 레벨이, 소정의 임계값 미만이 되는 경우에, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 게인을 산출하는 상기 (14)에 기재된 신호 처리 장치.
(16)
상기 기본색 광은, 적색광, 녹색광 및 청색광이며,
상기 비기본색 광은, 백색광인 상기 (11) 내지 (15) 중 어느 한 항에 기재된 신호 처리 장치.
(17)
상기 표시 화소는, 전류량에 따라 자발광하는 발광 소자를 갖는 화소이며,
상기 표시부는, 자발광 표시부인 상기 (11) 내지 (16) 중 어느 한 항에 기재된 신호 처리 장치.
(18)
상기 신호 처리부는, 상기 확장 영상 신호를, 후단의 신호 처리 장치에 출력하고,
상기 후단의 신호 처리 장치는, 상기 확장 영상 신호를, 상기 기본색 광에 대응한 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호와, 상기 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환하여, 상기 표시부에 출력하는 상기 (11) 내지 (17) 중 어느 한 항에 기재된 신호 처리 장치.
10: 표시 장치
101: 영상 발생기
102, 102B: 신호 처리 회로
103, 103B: 타이밍 컨트롤러 회로
104: 표시 패널
300: 신호 처리부
301A, 301B: 리니어 감마 변환부
302: APL 산출부
303: ABL 게인 산출부
304: ABL 제어부
305: HDR 게인 산출부
306: DR 확장부
307: WRGB 변환부

Claims (18)

  1. 표시부; 및
    회로부를 포함하고, 상기 회로부는:
    리니어 특성이 아닌 감마 특성을 갖는 영상 신호의 다이내믹 레인지를, 표시부가 표현할 수 있는 색 영역을 위해 구성된 확장 영상 신호로 확장하고 - 상기 확장 영상 신호는 기본색 광에 대응하는 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호를 포함함 -;
    상기 확장 영상 신호를, 상기 기본색 광에 대응한 제1 변환 신호, 제2 변환 신호 및 제3 변환 신호와, 비기본색 광에 대응한 제4 신호로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호의 휘도 정보 중 최소의 것이 상기 제4 신호의 휘도 정보를 설정하는데 사용되고, 상기 제1 변환 신호, 제2 변환 신호 및 제3 변환 신호는 상기 제4 신호의 휘도 정보에 따라 상기 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호 각각을 감소시켜 형성되는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하여 상기 확장 영상 신호를 얻기 위한 제1 게인을 결정하도록 구성된 제1 게인 결정부와,
    결정된 상기 제1 게인에 기초하여, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하도록 구성된 DR 확장부
    를 갖는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회로부는,
    상기 영상 신호로부터 얻어지는 프레임 화상의 평균 휘도 레벨을 결정하도록 구성된 평균 휘도 레벨 결정부를 더 갖고,
    상기 제1 게인 결정부는, 결정된 상기 평균 휘도 레벨에 기초하여, 상기 제1 게인을 결정하도록 구성되는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회로부는,
    결정된 상기 평균 휘도 레벨에 기초하여, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어하기 위한 제2 게인을 결정하도록 구성된 제2 게인 결정부,
    결정된 상기 제2 게인에 기초하여, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 제어하도록 구성된 휘도 제어부와, 및
    휘도 레벨이 제어된 상기 확장 영상 신호를, 상기 제1 변환 신호, 상기 제2 변환 신호, 상기 제3 변환 신호 및 상기 제4 신호로 변환하도록 구성되는 색신호 변환부
    를 갖는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 게인 및 상기 제2 게인은, 상기 평균 휘도 레벨과, 상기 표시부의 휘도 레벨을 관련지은 특성 정보에 따라 얻어지는 값인 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 게인 결정부는, 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 평균 휘도 레벨이 임계값 미만이 되는 경우에, 상기 영상 신호의 다이내믹 레인지를 확장하기 위한 제1 게인을 결정하도록 구성되는 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 게인 결정부는, 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 평균 휘도 레벨이 임계값을 초과하는 경우에, 상기 확장 영상 신호의 휘도 레벨을 저하시키기 위한 제2 게인을 결정하도록 구성되는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기본색 광은, 적색광, 녹색광 및 청색광이며,
    상기 비기본색 광은, 백색광인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 전류량에 따라 자발광하도록 구성된 발광 소자를 갖는 화소를 갖고,
    상기 표시부는, 자발광 표시부인 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 회로부는 상기 영상 신호의 다이나믹 레인지를 확장하는데 사용되는 HDR 게인을 결정하도록 구성되는 표시 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 장치는 텔레비전 수상기인 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020197012566A 2017-09-12 2018-08-29 표시 장치, 및 신호 처리 장치 KR102659203B1 (ko)

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